項目類別：國家自然科學基金
項目編號：21774039
項目規模：面上項目
參與人員：楊光，
起止日期：2018.01-2021.12
天然生物材料與組織中軟硬成分的有序自組裝使生物組織具有優異的綜合性能。這些有序
微結構的范例啟發我們在對生物材料的設計需要構建多維有序微結構從而實現其功能的智能調
控。本項目采用生物制造、仿生模擬、3D打印、多物理場數字建模等方法，以纖維素納米纖維
為一維剛性組分，以聚多糖、聚氨基酸凝膠等為軟組織成分，構筑2D 有序界面、3D 有序微結
構支架、 以及具有 4D 變形智能響應的有序微結構支架。建立基于纖維素納米纖維的多維復
雜結構的可控構建方法及多種方法的協同調控，闡明超分子結構與力學性能和生物功能之間的
關系。利用多物理場數字建模，從微觀上實現不同組織層細胞的定向誘導粘附、增殖與分化。
宏觀上實現功能上的仿生模擬，如匹配椎間盤組織的承重、血管的血流脈動、腸道的收縮和蠕
動以及建立宿主-菌群微生態系統等。為構筑多維精細結構的骨和椎間盤組織、血管組織、腸
道組織工程支架提供重要科學依據。