可挤出3D打印的PEDOT:PSS导电颗粒水凝胶在生物封装式生物电子界面中的创新应用

本研究针对传统导电水凝胶形状固定、界面适应性受限的难题，开发了基于PEDOT:PSS的球形微颗粒制备技术。这些微颗粒在密堆积后形成具有微孔结构、剪切变稀和自愈合特性的导电颗粒水凝胶，可实现挤出式3D打印并保持结构稳定性。该材料电导率高达137 S m?1，细胞相容性优异（存活率>98%），成功应用于生物封装电极的电生理监测，为可注射电子疗法和3D组织工程支架提供了新材料平台。

　　

导电水凝胶（Conducting Hydrogels）作为仿生生物电子界面材料，在监测和刺激生物活动方面展现出巨大潜力。然而现有材料大多形状固定，难以适应不同器件界面需求。研究人员通过创新方法，用导电聚合物聚（3,4-乙烯二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT:PSS）制备出球形水凝胶微颗粒。这些微颗粒在紧密堆积时形成具有微孔特性的导电颗粒水凝胶（Granular Hydrogel），展现出剪切变稀（Shear-thinning）和自愈合（Self-healing）的动态力学性能。这种PEDOT:PSS颗粒水凝胶不仅支持挤出式3D打印并能保持成型结构，通过调控微颗粒的PSS含量更可实现137 S m^?1的高电导率。细胞实验证实微颗粒具有优异生物相容性（细胞存活率>98%）。最终研究团队成功将其应用于生物封装电极的电生理监测，未来该材料有望发展为3D打印生物封装电极、用于监测封装细胞的3D组织工程支架，以及结合电刺激的可注射疗法，促进细胞招募和组织再生。