1.3.4　水凝膠

一般凡是水溶性或親水性的聚合物，通過一定的化學交聯或物理交聯，都可以形成水凝膠。這些聚合物按其來源可分為天然聚合物和合成聚合物兩大類。天然的親水性聚合物包括多糖類（淀粉、纖維素、海藻酸、透明質酸、殼聚糖等）和多肽類（膠原、聚L-賴氨酸、聚L-谷氨酸等）。合成的親水聚合物包括醇、丙烯酸及其衍生物類（聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺等）。聚合物凝膠具有良好的智能性，海藻酸鈉、纖維素、動植物膠、蛋白胨、聚丙烯酸等聚合物凝膠材料用于3D打印，在一定的溫度及引發劑、交聯劑的作用下進行聚合后，形成特殊的網狀聚合物凝膠制品。如利用凝膠的體積受離子強度、溫度、電場和化學物質變化時會相應地變化將其用于形狀記憶材料；利用凝膠溶脹或收縮發生體積轉變將其用于傳感材料；利用凝膠網孔的可控性將其用于智能藥物釋放材料；利用凝膠的自愈合性將其用于再生醫學，采用凝膠制備的類胞外基質的再生支架可用于細胞培養或組織工程應用。由于水凝膠材料的高含水率以及能夠模擬細胞外基質的特性，越來越多的科學家將其作為3D打印“Bioink（生物墨水）”應用于生物醫藥領域。可打印水凝膠材料通常需要優異的流動性來避免打印噴頭的堵塞，同時也要求其在固化后擁有良好的力學性能來防止所打印結構的塌陷。