4D打印用高性能生物相容性形状记忆聚合物的创新研究：4-叔丁基环己基丙烯酸酯作为软段单体的关键作用

（编辑推荐）本研究突破性地将4-叔丁基环己基丙烯酸酯（TBCHA）作为软段单体应用于4D打印形状记忆聚合物（SMPs），通过动态机械分析（DMA）和差示扫描量热法（DSC）证实其环己烷构象灵活性可显著提升材料机械性能（Tg接近体温）、形状固定率（94.3%）和恢复率（98.1%），MTT实验验证其细胞相容性，为生物医学智能材料开发提供新范式。

　　

亮点

本研究系统评估了以TBCHA（4-叔丁基环己基丙烯酸酯）为新型单体的形状记忆聚合物（SMPs），并以传统单体tBA（叔丁基丙烯酸酯）作为对照。在所有测试摩尔比下，TBCHA基网络均展现出卓越性能——其环己烷环的构象灵活性是关键机制，不仅能降低聚合收缩率（较tBA降低23%），还赋予材料更高的硬度（邵氏D硬度82.3）和拉伸强度（12.4 MPa）。动态机械分析（DMA）显示其玻璃化转变温度（T_g）更接近人体温度（35-40°C），储能模量提升达200%，这与其优异的形状记忆性能（固定率94.3%，恢复率98.1%）直接相关。

PCL-DA合成确认及丙烯酰化程度分析

傅里叶变换红外光谱（FTIR）在1640 cm^-1和815 cm^-1处特征峰证实了PCL-DA的成功合成（图2a）。核磁共振氢谱（¹H NMR）进一步显示丙烯酰化程度达91.2%（图2b），为后续光交联网络构建奠定基础。

结论

TBCHA基SMPs展现出革命性优势：环己烷环的"分子铰链"效应促进应力松弛，使光聚合转化率提升15%；降解实验表明通过调节PCL-DA含量可实现水解速率调控（7-28天失重率10-90%），MTT实验证实其细胞存活率>95%。该研究为心血管支架、骨科植入物等动态医疗器械开发提供了理想材料平台。