1.成果名称及简介

（1）成果名称：一种3D打印强韧丝素蛋白支架材料的制备方法和应用

（2）成果关键词：3D打印；丝素蛋白；组织工程；生物墨水；骨修复；类器官；生物制造

（3）成果简介：本发明提供了一种新型光固化生物墨水及其3D打印强韧丝素蛋白支架的制备方法。该方法针对传统甲基丙烯酰化丝素蛋白（SilMA）生物墨水流动性过强、力学性能不足、仅适用于光固化打印的局限。经分子设计后，能显著提升生物墨水的粘度，使其同时适用于挤出式和数字光固化3D打印，极大地拓宽了打印模式的适用范围。光固化后，支架材料形成一种无相间边界的有机-无机复合结构，其力学强度、抗溶胀和抗降解性能均显著优于纯SilMA材料。此外，该支架具有良好的生物相容性，能有效促进细胞粘附、增殖及干细胞成骨分化。本方法工艺简单、环保高效，制备的强韧支架在骨组织工程、类器官制造、生物制造、再生医学、药物缓释等领域具有广阔的应用前景。 

图1 制备示意图

图2 支架促骨再生情况

2.知识产权情况

（1）知识产权类型：

☑专利  □软著  □技术秘密  □植物新品种  □集成电路布图设计 □其他：           

（2）具体清单：

3.技术领域/行业分类

生物材料/再生医学

4.行业/产业现状和专利布局

市场上现有专利主要集中在：

①SilMA的合成与应用：大量专利聚焦于SilMA的制备工艺及其在光固化3D打印中的应用，但其流动性强、打印方式单一的缺陷未被有效解决。

②丝素蛋白复合墨水：部分专利通过添加纳米材料、高分子等增强相来改善丝素蛋白墨水的性能，但往往存在界面相容性差、工艺复杂或生物活性降低等问题。

③磷酸钙类骨修复材料：磷酸钙、羟基磷灰石等是骨修复领域的经典材料，相关专利众多，但如何将其与可打印的丝素蛋白墨水简便、高效地结合，并保持其生物活性，仍是技术难点。

5.创新链/产业链上下游的校内外其他科研团队

（1）上游：浙江大学动物科学学院、蚕茧生产及加工企业

（2）下游：浙江大学医学院附属医院等

6.技术/行业痛点

①打印模式受限：传统SilMA墨水因粘度过低，无法用于挤出式3D打印，仅能使用精度高但效率相对较低的数字光处理（DLP）打印，限制了其在大规模生产和特定结构成型上的应用。

②力学性能不足：纯SilMA光固化后的水凝胶力学强度较弱，在生理环境下的稳定性差、降解过快，难以满足骨组织修复等对力学支撑有较高要求的应用场景。

③工艺复杂：目前改善SilMA性能的方法多涉及复杂的化学合成或物理共混，过程繁琐，且可能引入生物毒性或影响材料稳定性。

7.解决方案与技术优势

本成果通过“双组分简单混合”的策略，解决了上述痛点，该方法避免了复杂合成，实现了有机（SilMA）与无机（Ca²⁺/MAP）组分在纳观尺度上的均匀复合。

技术特点与优势：

打印模式通用性：通过CMAP调节墨水粘度，使其同时适用于挤出式3D打印和数字光固化3D打印，工艺灵活性强，生产效率高。

力学性能显著提升：与SilMA相比，BSC支架的压缩强度和储能模量均得到显著提高，并表现出更好的抗溶胀和抗降解性能。

快速光固化：在450nm紫外光照射下，BSC墨水固化速率更快，有利于快速成型。

优良的生物相容性与功能性：BSC支架保留了SilMA的良好生物相容性，其增强的硬度更有利于细胞的粘附和铺展，并能促进干细胞成骨分化（上述图4）。

工艺简单环保：制备过程仅需物理混合，不使用有毒试剂，条件温和，适合大规模工业化生产。

8.技术成熟度

□构思 □研发  ☑样品  ☑小试   □中试  □产业化、推广  □其他：           

9.应用前景

（1）适用领域：生物医学研究、药物筛选与毒性测试、疾病建模、再生医学。

（2）目标客户：制药公司、生物技术公司、合同研究组织（CRO）、高校及科研院所

（3）消费群体：科研人员、技术研发人员、药物研发人员

（4）商业计划及市场前景：随着3D打印和类器官技术的发展，这类能提供仿生微环境的设备市场前景广阔，尤其在创新药物研发和个性化医疗领域需求强劲。

10.合作转化方式

☑普通许可    ☑排他许可    □独占许可   ☑转让      □作价入股    

☑技术开发    □技术咨询    ☑技术服务   □其他：           

11.意向合作方

☑国有企业  ☑上市公司  ☑行业龙头企业  ☑其他：  新兴生物医药企业  

12.意向合作金额

□10万—50万     ☑50万—100万  □100万—500万

□500万—1000万  □1000万以上    □其他金额：         □ 面议     

13.科研团队

（1）项目负责人：姓名 帅亚俊  ，职务职级 副所长/副研究员   

（2）主要成员：姓名   杨明英   ，职务职级  所长/教授    ……

（3）科研团队的简介：团队依托浙江大学动科院国家蚕桑体系岗位科学家团队及浙江省全省丝绸与蚕丝蛋白新材料重点实验室，长期从事蚕丝蛋白生物材料及再生医学的研究。

14.联系方式

浙大工研院成果转化服务中心，0571-88982927。