Engineering Strain-Stiffening Granular Hydrogels for 3D-Printed Tissue-Mimicry.
Аннотация
Biological tissues exhibit nonlinear strain-stiffening behavior with distinct toe (EToe) and heel (EHeel) moduli essential for load-bearing function. However, synthetic materials lack a unified strategy and mechanistic basis for independently tuning EToe and EHeel while maintaining high-fidelity 3D printability. Here, we introduce a 3D-printable strain-stiffening double-network granular hydrogel (SDGH) that enables region-specific control of EToe and EHeel through modulation of secondary-network monomer concentration and microgel packing density, respectively. We elucidate the mechanism of strain-stiffening behavior using in situ microscopic imaging and mechanical analysis. To demonstrate utility, we direct-ink-write multilayered aortic valves using alternating soft and stiff inks. The printed valves, selected for their demanding mechanical and heterogeneous architecture, showed high geometric fidelity and excellent hemodynamic performance, achieving regurgitation <1.2% and surpassing ISO 5840 standards. This platform establishes a generalizable design framework for customized tissue mimetic organs for biomedical applications, particularly in synthetic surgical training material.
Предметные рубрики MeSH
Подготовка и перевод публикации
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Ошибки и ограничения
История · было → стало
Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.
Тип публикации указан по данным источника. Уровень доказательности автоматически не присваивается.