生物3d打印技术被认为是构建模拟人体组织的细胞负载水凝胶模块的有效手段，在生物医学中应用前景广泛。理想的3d打印生物墨水需要同时满足合适的生物相容性、力学强度、打印可塑性等要求，并且为了实现营养物质的传输和代谢产物的交换，从而提高细胞活性，以及促进细胞生长和增殖，打印成型后的细胞负载水凝胶模块还应具有多孔结构。众多苛刻的要求使得研制理想的生物墨水至今仍是一项巨大的挑战。
哈佛大学医学院yu shrike zhang教授课题组利用双水相乳液理论制备出一种明胶甲基丙烯酰（gelma）和聚环氧乙烷（peo）双水相乳液生物打印墨水，可实现细胞负载多孔水凝胶的直接快速打印成型。他们发现负载细胞的gelma水溶液和peo水溶液可实现两相互不混溶，形成双水相乳液。同时，该生物墨水的粘度可通过降低温度的方法调节，使之适合挤出打印，同时通过光交联gelma相，实现水凝胶的快速成型。将此水凝胶置于细胞培养液中培养可快速除去peo相，形成具有连通孔结构的细胞负载水凝胶模块。这项研究为构建细胞负载多孔水凝胶模块，实现人体组织或器官的模拟提供了新的方法，并得到了国际同行的认可，于近日在国际材料领域顶级期刊advanced materials上发表。该研究成果题为“aqueous two-phase emulsion bioink-enabled 3d bioprinting of porous hydrogels”。哈佛大学博士后研究员应国量博士和姜楠博士为该论文的共同第一作者。