清华大学机械系熊卓和张婷课题组报道了一种具有超弹性和异质组织微环境的载细胞微凝胶双相生物墨水。该微凝胶双相生物墨水由两部分组成：载细胞微凝胶在紧密堆积下作为分散相，形成第一级网络；水凝胶前驱体作为连续相渗入微凝胶之间的孔隙，在微凝胶之间形成第二级网络。墨水在打印过程中具有优异的流变性能、剪切变稀和自愈合特性，打印的结构在交联后也具有极好的结构稳定性。相较于纯水凝胶、纯微球生物墨水，该微凝胶双相生物墨水表现出超弹性和更好的循环拉-压性能。更重要的是，微凝胶双相生物墨水的设计策略适合于各种水凝胶材料和交联策略，包括常规打印技术难以使用的低粘度水凝胶墨水，极大了拓展了生物墨水的材料窗口。进一步的实验结果表明，该微凝胶双相生物墨水具有高细胞活性和高细胞密度，同时通过在微球相和连续相内添加不同类型的细胞，实现组织异质微环境的构建，为生物墨水的设计提供了更灵活的选择。未来，载细胞双相生物墨水可以与现有3D打印策略相结合，以更好地模拟天然组织和器官的结构复杂性和异质性，进一步拓展了3D生物打印在组织工程和软体机器人等生物医学领域中的应用。研究成果以“3D Printing of Cell-laden Microgel-based Biphasic Bioink with Heterogeneous Microenvironment for Biomedical Applications“为题发表于Advanced Functional Materials。