中科院动物研究所团队提出新型生物3D打印策略NEAT，通过调控剪切应力场，有效解决了天然胶原蛋白材料在3D打印中成型难、结构不稳定的问题，为构建高度仿生的复杂软组织提供了可行的工程化方案。
智能速览
NEAT是一种基于剪切应力场调控的新型生物3D打印策略。
该技术实现了从50纳米到厘米级胶原纤维的跨尺度有序组装。
在体外实验中，NEAT构建的结构能显著提升神经干细胞的定向分化。
体内大鼠实验证明，该技术能促进脊髓损伤后的神经轴突再生与功能恢复。
NEAT为构建具有空间异质性的复杂软组织提供了通用制造手段。
精华内容
NEAT技术的核心创新在于其独特的制造过程，它将材料的自组装与打印成型同步进行，实现了前所未有的结构控制精度。
技术原理
传统胶原蛋白材料在生理条件下自组装缓慢且力学稳定性弱。NEAT策略通过降冰片烯化学修饰引入快速光交联能力，再利用打印喷嘴内的剪切应力场，在材料挤出时同步诱导胶原纤维定向重排。
通过精确调控喷嘴直径、挤出压力、打印速度等工程参数，实现了从50纳米级胶原纳米纤维的定向排列，到微米级纤维束的连续组装，再到厘米级三维结构的整体取向一致性构建。
体外功效
在体外功能验证中，NEAT策略构建的取向结构为人神经干细胞提供了高度仿生的物理微环境。与非取向打印对照组相比，取向结构明显提升了神经干细胞沿打印方向排列和定向分化的能力。
数据显示，具有神经元特征的细胞比例明显提高，且向打印构建的神经组织表现出更强的网络同步振荡活动、更高的神经元自发放电频率，整体呈现出更成熟和稳定的神经网络功能特征。
体内修复
研究团队将NEAT构建的取向结构移植至大鼠全横断脊髓损伤模型。结果显示，在复杂的生理力学环境中，取向打印结构仍可长期保持其空间取向特征，并作为稳定的物理模板参与组织重建。
与非取向对照组相比，取向打印组在轴突跨损伤区连续生长、神经元重连、髓鞘形成及血管新生等方面，均表现出系统性优势，展示了其在神经修复领域的应用潜力。
应用前景
NEAT技术通过剪切应力场对材料组装过程的精确调控，为构建高含水、低模量的软组织提供了通用制造手段。该策略可在同一三维结构中，实现取向梯度、结构分区及力学差异的协同设计。
这为模拟天然软组织中复杂、非均一的结构特征提供了工程化支撑，也为未来复杂结构-功能关系研究及高维度生物制造，如功能性组织乃至器官的打印，奠定了坚实的技术基础。
NEAT生物打印技术通过巧妙的工程学设计，精准操控了微观材料的宏观构建，为再生医学领域带来了革命性的工具。它不仅在神经修复上展现出巨大潜力，也为未来复杂组织和器官的制造打开了想象空间。这项技术将如何改变未来的医疗格局？
