近日，我院王剑教授与四川大学国家生物医学材料工程技术研究中心吴冬冬研究员团队在肽基刚性纳米棒增强水凝胶用于骨软骨再生及增材制造领域取得重要进展，成功开发出一种兼具优异力学性能与生物相容性的复合水凝胶，为骨软骨再生与个性化增材制造提供了新型材料平台。相关研究成果以 “Peptide-based rigid nanorod-reinforced gelatin methacryloyl hydrogels for osteochondral regeneration and additive manufacturing”为题，发表于国际权威期刊 Nature Communications 。

光固化GelMA水凝胶虽具有良好生物相容性和可打印性，在组织修复中广泛应用，但其脆性高、压缩性能较差，难以满足承重区域骨软骨再生的力学需求。现有的增韧方法多依赖于二次网络或矿物填料，往往存在工艺复杂、残留有毒溶剂、孔隙率降低和细胞活性受损等问题，制约其临床转化。受脊柱椎间盘支撑结构的启发，研究团队提出了一种基于肽基刚性纳米棒（PRNs）的增韧策略，通过先将PRNs与明胶甲基丙烯酰（GelMA）水凝胶共价结合，再进行光照固化，构建形成肽基纳米棒支撑网络。在受力时，PRNs可变形伸展并耗散能量，从而显著提升水凝胶的力学性能。该策略在提升力学性能的同时，保留了水凝胶良好的生物相容性和可光固化性，既可用于骨软骨缺损的原位注射，也可用于复杂结构的个性化增材制造，有效提高其抗压性，为提升个性化生物材料的性能设计提供了新的思路。

综上，本研究受生物结构启发，将肽基刚性纳米棒引入光固化水凝胶体系，实现了力学性能、生物相容性与制造兼容性的协同提升，为负重骨软骨缺损的精准修复和个性化增材制造提供了全新材料平台。未来，通过调节PRN序列与长度，可进一步实现材料力学梯度的灵活设计，拓展其在椎间盘、半月板、肌腱等复杂承重组织再生修复中的应用潜力。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-62540-0