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  自然界中，可以找到許多適應周圍環境刺激的動態轉換系統的例子。具體來說，許多植物的葉子或花朵在暴露于光照、溫度、壓力或水分變化時會自發地觸發變形過程。這些經過數百萬年進化的智能設計為智能材料的開發和工程提供了靈感來源，這些材料可以編程，在外部刺激下切換其結構或構象特征。這些具有前所未有的性能和功能的創新材料在軟機器人、組織工程和智能醫療設備中的應用前景廣闊。

圖1.具有可控卷曲曲率的janus支架的仿生設計。

圖2. 通過“靜脈”層的圖案設計，將4D打印的janus支架可編程轉換為復雜的3D結構。

  受枯葉呈現不同卷曲方向和由葉脈圖案主導的變形能力的現象的啟發，作者進一步提出通過微調“葉脈”層的印刷圖案來控制janus支架的變形。通過結合調整被動層在卷曲曲率上的剛度和設計主動水凝膠層在卷曲方向上的圖案，進一步擴展以更精確地模擬組織結構。（圖2）。

  該項工作基于對葉片轉化機制的深入研究以及仿生4D打印制造策略，結合“葉肉”層和“葉脈”層的仿生設計策略，通過設計水凝膠圖案和微調PCL薄膜的剛度，可以精確控制支架的卷曲方向和曲率，從而制造出具有各種卷曲方向和彎曲的3D結構化組織模擬結構。這種通過卷曲曲率和卷曲方向的協同調節策略為可變形水凝膠設計更復雜的結構提供了新的思路。此外，復合水凝膠的逐步雙重交聯策略實現了生理環境下初級轉化結構的二次響應，提供了更好的適應性能來遞送和適應局部組織形狀。正如遞送后生理刺激引發的復雜血管支架的二次轉化所證明的那樣，這使得支架形狀能夠適應局部血管形狀，并提供支持局部血管的功能，這可以為體內設計二次功能反應提供新的策略。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202407592