在生物制造与组织工程领域，实现超软、高含水三维材料体系中稳定可控的空间取向结构，一直是构建复杂功能组织的核心挑战。传统打印技术因难以同时满足结构成形性、取向一致性和长期稳定性要求，在神经等高度各向异性软组织构建中应用受限。
针对天然细胞外基质材料在生理条件下自组装动力学缓慢、力学稳定性弱的问题，中国科学院动物研究所等科研团队提出创新解决方案。他们开发的NEAT生物打印策略，将材料层级组装过程直接整合到打印制造环节，在保持I型胶原三螺旋结构和天然生物活性的基础上，通过降冰片烯化学修饰赋予材料快速光交联能力。
该技术的核心在于利用挤出打印喷嘴内形成的可控剪切应力场，在材料沉积过程中同步诱导胶原纤维定向重排与层级组装。通过精确调控喷嘴直径、挤出压力、打印速度和温度等参数，研究团队成功实现了从50纳米到200纳米尺度胶原纳米纤维的定向排列，进而构建出微米级纤维束和厘米级三维结构，确保整体取向高度一致。
体外功能验证显示，采用NEAT策略构建的取向结构为神经干细胞提供了高度仿生的物理微环境。与无取向结构相比，取向结构显著提升了神经干细胞沿打印方向排列和定向分化的能力，具有神经元特征的细胞比例大幅增加。构建的神经组织展现出更强的网络同步振荡活动、更高的自发放电频率以及更大的电压门控钠电流峰值，呈现出更成熟的神经网络功能特征。
在动物实验中，研究团队将NEAT构建的取向结构移植到大鼠T9至T10节段全横断脊髓损伤模型。结果显示，在复杂的生理环境下，取向打印结构能长期保持空间取向特征，作为稳定模板参与组织重建。与对照组相比，取向打印组在轴突再生、神经元重连、髓鞘形成和血管新生等方面均表现出系统性优势。
这项技术通过剪切应力场对材料组装的精确调控，为在高含水、低模量软组织中构建空间异质性微环境提供了通用制造方法。该策略支持在同一三维结构中实现取向梯度、结构分区和力学差异的协同设计，能够模拟天然软组织的复杂非均一特征。从纳米纤维到厘米级三维构型的连续有序组装能力，为软性材料体系的多层级结构一致性构建提供了可扩展的制造方案，为复杂结构-功能关系研究和高维度生物制造奠定了技术基础。
