综述：基于水凝胶的挤出式3D打印墨水：流变学视角

这篇综述系统探讨了水凝胶墨水（hydrogel inks）在挤出式3D打印（extrusion-based 3D printing）中的流变学（rheology）特性与设计策略，重点分析了剪切稀化（shear thinning）、屈服应力（yield stress）和粘弹性恢复等关键参数对生物打印（bioprinting）的影响，并展望了细胞负载生物墨水（cell-laden bio-inks）在组织工程（tissue engineering）中的挑战与前景。

　　

Introduction

挤出式3D打印技术因其操作简便和成本优势（粘度范围30-10⁷ mPa·s），已成为生物医学领域制造仿生器官或组织替代物的核心方法。水凝胶（hydrogels）作为含水聚合物网络，因其优异的细胞相容性和可调力学性能，成为细胞负载生物墨水（bio-inks）的理想载体。其流变行为受分子组成、交联机制（如离子交联）及环境因素（pH/温度）调控，直接影响打印精度和结构稳定性。

Rheology and printing of inks

挤出打印的关键流变参数包括：

1. 剪切稀化（Shear thinning）：墨水在喷嘴剪切作用下粘度降低（如海藻酸钠的M/G比例影响n值）；
2. 屈服应力（Yield stress）：确保挤出后保持形状（如G′恢复速率决定层间融合）；
3. 粘弹性恢复：影响打印结构的自支撑性。

Hydrogel inks for extrusion printing and rheology: recent progress

以海藻酸钠（sodium alginate）为例，其分子量（M_w/M_n）和M/G比例通过改变离子交联密度（Ca²⁺）调控流变特性。高G区块促进弹性模量（G′）提升，而剪切稀化指数（n）则决定挤出流畅性。

Cell-laden hydrogel bio-inks for extrusion printing and rheology

细胞密度显著改变生物墨水的流变学表现：高细胞负载（>10⁶ cells/mL）可能增加表观粘度，但通过优化交联网络（如双网络水凝胶）可平衡细胞活性和打印保真度。

Conclusions and future directions

当前挑战在于同时满足高分辨率打印与细胞存活率，未来需开发智能响应型水凝胶（如温敏/pH响应）并建立标准化流变评价体系。

（注：全文严格基于原文内容缩编，未添加非原文信息。）