大阪大学工学部研究生（研究当时）神谷优树、研究生院工学研究科的王颖哲特任助教、森岛圭祐教授的研究团队，通过在微流道内利用弯月面现象（液面因表面张力发生弯曲的现象），开发出了一种可灵活适配复杂形状与多材料结构制备、用于光固化成形细动脉尺度管状水凝胶的新方法。相关研究成果已发表在期刊《Advanced Materials》上。
图1 (a)微流体器件UV照射示意图；(b)(i)流道内弯月面形成(ii)弯月面界面UV照射(iii)水凝胶环形成(iv)水凝胶管形成 比例尺：500µm（供图：大阪大学）
此前，有研究已开发出在微流道内成形微尺度水凝胶结构体，并以该结构体为支架构建生物组织的方法。然而，制备血管这类带有弯曲、分支的管状结构，或是由多种材料构成的结构始终存在难度。
研究团队通过在微流道内形成的弯月面界面上连续形成水凝胶环，开发出了构建管状结构的新方法。
图2 (a)带弯曲段的管；(b)带分支段的管；(c)制备的管的正面，径向材料分布；(d)制备的管的侧面，轴向材料分布 比例尺：(a)(b)(d)1mm，(c)500µm（供图：大阪大学）
向亲水性流道中引入光固化水凝胶与矿物油后，会形成水凝胶侧为凹面、油侧为凸面的弯月面界面。通过对该界面照射紫外线（UV），可选择性地将流道内壁附近的水凝胶固化为环状。进而，通过沿流道轴向连续加工成形这种水凝胶环，成功制备出管状水凝胶。
此外，研究团队还将相同方法应用于带有弯曲段、分支段的流道，成功制备出具备弯曲结构与分支结构的水凝胶管。团队还进一步通过在蓝色水凝胶管内部以及相邻区域制备红色水凝胶管，实现了径向与轴向材料分布存在差异的管结构制备。
由此，利用水凝胶制备兼顾结构稳定性与复杂形状、由多种材料构成的中空水凝胶管已成为可能。未来，以这种水凝胶管为支架接种培养构成血管的细胞，有望再现更接近活体的血管组织。
森岛教授表示：“这项研究始于当时还是本科四年级学生的神谷同学的宏大梦想——希望运用生物材料，在体外构建出可供血液流通的柔软纤细血管。神谷同学没有忽略弯月面这种十分常见的现象，并由此衍生出具有革新性与独创性的构想。这份成果是他的不拘泥于常识的挑战精神、好奇心与前沿研究碰撞出的极具趣味的研究成果。他目前正在美国卡内基梅隆大学攻读博士学位，继续朝研究者方向努力。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Advanced Materials
论文：Meniscus-Guided Interfacial Ring-by-Ring Assembly for In Situ Fabrication of Tubular Hydrogel Structures
DOI：doi.org/10.1002/adma.74064
