海藻酸盐因其具备优异的生物学特性，以及特有的离子凝胶能力，人们已制备了多种海藻酸类生物墨水，广泛应用于组织工程领域。鉴于此，本文将综述海藻酸类水凝胶在3D生物打印中最新的研究进展，总结了其调整和优化方案，以及在骨科中的应用，并对此类水凝胶的发展前景进行了展望。

目的:探讨含人脐血来源富血小板血浆（HUCB-PRP）的海藻酸钠-明胶（AG）生物墨水（称为HUCB-PRP-AG生物墨水）的可打印性能和细胞相容性，及该生物墨水的三维打印组织治疗裸鼠全层皮肤缺损创面的效果。方法:采用实验研究方法。制备含体积分数2.5%、5.0%、10.0%HUCB-PRP的HUCB-PRP-AG生物墨水，分别命名为1P-AG、2P-AG、4P-AG。取AG、1P-AG、2P-AG、4P-AG，观察室温下外观，采用旋转流变仪检测黏度、储能模量和损耗模量。利用以上4种生物墨水分别进行三维生物打印并观察打印组织外观（后续使用交联后打印组织），将4种打印组织分别与人脐静脉内皮细胞（HUVEC）在Transwell小室内用HUVEC专用培养基共培养24 h，采用细胞计数试剂盒8检测细胞增殖水平（样本数为3）；将4种打印组织分别用DMEM培养基培养12、24、48 h，进行干燥称重并计算降解率（样本数为3）；将1P-AG、2P-AG、4P-AG打印组织分别用磷酸盐缓冲液培养0.5、24.0、48.0 h，采用酶联免疫吸附测定法检测培养上清液中血管内皮生长因子（VEGF）的表达（样本数为5）。取16只6~8周龄雌性BALB/c-NU裸鼠建立背部全层皮肤缺损创面模型，分为创面仅覆盖医用水胶体敷料的常规对照组和另予HUCB-PRP滴加的HUCB-PRP组、AG打印组织覆盖的AG组、4P-AG打印组织覆盖的4P-AG组（每组4只），观察每组3只裸鼠伤后4、8、14 d创面愈合情况并计算创面愈合率；取每组剩余裸鼠伤后8 d创面组织，行苏木精-伊红染色后观察组织病理学改变，行免疫组织化学染色后观察CD31阳性新生血管情况。对数据行重复测量方差分析、LSD检验及Bonferroni校正。结果:在室温下，AG、1P-AG、2P-AG、4P-AG均呈半透明液态；AG为淡黄色，1P-AG、2P-AG、4P-AG均为淡红色但颜色依次逐渐加深。在温度10 ℃和剪切率0.1~10.0 s -1范围内，AG、1P-AG、2P-AG、4P-AG的黏度均随着剪切率的增加而减小；在温度10 ℃和角频率1~100 rad/s范围内，4种生物墨水的储能模量均大于损耗模量。4种生物墨水打印组织的分辨率与形态均相近。与1P-AG、2P-AG、4P-AG打印组织共培养24 h的HUVEC增殖水平分别为0.885±0.030、1.126±0.032、1.156±0.045，均明显高于与AG打印组织共培养的HUVEC的0.712±0.019（ P<0.01）；与2P-AG、4P-AG打印组织共培养24 h的HUVEC增殖水平均明显高于与1P-AG打印组织共培养的HUVEC（ P<0.01）。1P-AG、2P-AG、4P-AG打印组织培养12、24、48 h的降解率均明显高于AG打印组织（ P<0.01）；2P-AG、4P-AG打印组织培养24、48 h的降解率均明显高于1P-AG打印组织（ P<0.01）；4P-AG打印组织培养12 h的降解率明显高于1P-AG打印组织（ P<0.01），培养24、48 h的降解率均明显高于2P-AG打印组织（ P<0.01）。培养0.5、24.0、48.0 h，2P-AG打印组织培养上清液中VEGF表达量均明显高于1P-AG打印组织（ P<0.01），1P-AG和2P-AG打印组织培养上清液中VEGF表达量均明显低于4P-AG打印组织（ P<0.01）。常规对照组与HUCB-PRP组裸鼠伤后8 d创面较伤后4 d干燥且缩小，HUCB-PRP组裸鼠伤后14 d创面较常规对照组缩小且无结痂；AG组、4P-AG组裸鼠伤后4 d创面上打印组织明显降解且创面无明显渗出，伤后8 d创面明显上皮化且缩小，伤后14 d创面无结痂；4P-AG组裸鼠伤后14 d创面完全上皮化。与常规对照组比较，AG组裸鼠伤后4 d创面愈合率明显降低（ P<0.05），HUCB-PRP组、4P-AG组裸鼠伤后各时间点及AG组裸鼠伤后8、14 d创面愈合率均明显升高（ P<0.01）；与HUCB-PRP组比较，AG组裸鼠伤后4、8 d及4P-AG组裸鼠伤后4 d创面愈合率均明显降低（ P<0.01），AG组裸鼠伤后14 d及4P-AG组裸鼠伤后8、14 d创面愈合率均明显升高（ P<0.01）；4P-AG组裸鼠伤后各时间点创面愈合率均明显高于AG组（ P<0.01）。伤后8 d，常规对照组裸鼠创面组织可见大量炎症细胞浸润、少量新生微血管以及少量CD31阳性新生血管，HUCB-PRP组裸鼠创面组织可见大量炎症细胞浸润、丰富新生微血管以及较多CD31阳性新生血管，AG组裸鼠创面组织可见轻度炎症浸润、少量新生微血管以及少量CD31阳性新生血管，4P-AG组裸鼠创面组织可见轻度炎症浸润、大量新生微血管以及大量CD31阳性新生血管。 结论:HUCB-PRP-AG生物墨水具备良好的可打印性能和细胞相容性，其三维打印组织可促进裸鼠全层皮肤缺损创面血管化，加速创面愈合。

口腔软组织工程涉及口腔颌面功能和美学的修复重建。三维生物打印作为21世纪初的新兴技术，包裹细胞的生物墨水可通过模拟发育过程中组织的自组装促进再生，在组织工程中的应用前景巨大。口腔软组织既包括口腔特有的牙髓、牙周膜、牙龈、口腔黏膜和唾液腺，也包括颌面部涉及的皮肤、血管、肌肉和神经等组织。目前，三维生物打印在口腔特有软组织修复中主要应用于牙髓再生领域，利用不同的生物墨水荷载牙髓细胞在牙本质基质中修复牙髓组织；三维生物打印在牙周膜重建和类唾液腺培养方面仅有少量体外研究；且尚未检索到三维生物打印在牙龈和口腔黏膜再生方面的应用。这应与牙周膜复杂精细有序结构、口腔的湿润环境、有限的操作空间以及持续的咀嚼压力相关。对于皮肤、血管、肌肉和神经的三维生物打印，虽研究较多，但大多无口腔针对性。本文简要介绍目前以细胞相容水凝胶为生物墨水的三维生物打印在口腔软组织再生中的应用现状及前景展望。

角膜移植是治疗严重角膜疾病的最终选择方式，但角膜供体短缺一直是阻碍角膜移植的主要问题，相对于传统的人工角膜制备方式，伴随着新材料、新技术、新业态出现的水凝胶为人工角膜的制备提供了可能。水凝胶类似于细胞外基质的等效物，具有较高的生物相容性、低免疫原性等特点，已在多个行业得到推广应用。水凝胶作为再生医学的重要材料，在药物研发、3D细胞培养、干细胞的研究、3D打印生物墨水等领域展现出强大的应用前景。可用于水凝胶的材料主要有透明质酸、明胶、海藻酸钠等，以水凝胶为材料结合不同的3D打印技术制备人工角膜已经进行大量的研究并取得了一定的技术和理论突破。本文对水凝胶结合3D打印在人工角膜制备方面的研究进展做一综述。

组织工程皮肤开发的主要目的是恢复皮肤受损严重患者的皮肤屏障功能，目前该类产品已成为临床上皮肤移植的理想替代物。随着三维生物打印技术的不断发展，构建的包含皮肤附属物等复杂结构的三维皮肤模型也日趋成熟。稳定的三维皮肤模型在皮肤生理病理研究、化妆品安全性及有效性评估，以及替代动物实验等方面具有广泛应用。该文针对三维生物打印技术进行了分类介绍，总结了常用于皮肤模型构建的生物墨水种类，综述了近年来三维生物打印技术在皮肤组织工程领域的应用研究进展，并对其未来研究发展方向和应用领域进行了探讨和展望。

生物3D打印技术自2004年问世以来，即广泛应用于再生医学领域。因其具有个性化定制优势，在整形外科领域亦有较多应用。该文综述了当前用于耳、鼻整形外科领域的生物3D打印材料(生物墨水)及其打印方式，重点分析了这些材料的临床应用，提出了生物3D打印技术目前在该领域面临的挑战，并对未来发展做出了展望。

目的:应用新型生物墨水和聚己内酯（polycaprolactone，PCL）通过3D生物打印构建骨-软骨复合组织块，并评估其修复关节软骨缺损的效果。方法:实验分为三组：①丝素蛋白（silk fibroin, SF）-磷酸三钙冻干支架组（冻干组），应用冻干法制作的SF-TCP复合支架修复软骨缺损，作为对照；②3D生物打印组（3D打印组），以PCL为原料通过3D生物打印机打印一个中空的多层圆柱体框架，后以软骨细胞外基质、SF和骨髓间充质干细胞为原料配置新型生物墨水，并在PCL框架上方继续3D生物打印含有活细胞的软骨层，最后于底层的PCL框架中充填自体松质骨，以此构建骨-软骨复合组织块修复关节软骨缺损；③自体骨软骨移植组（马赛克组），通过自体骨软骨移植术修复软骨缺损，作为对照。术后3个月通过国际软骨修复协会（International Cartilage Repair Society，ICRS）软骨修复组织学评分系统对修复组织进行评分。通过测定硫化糖胺聚糖（sulfated glycosaminoglycan，sGAG）和胶原蛋白含量可分析软骨细胞外基质分泌的程度。通过测定缺损修复区域组织的压缩模量评价修复组织的性状。结果:3D打印组新生软骨的压缩模量（2.56±0.30）MPa和马赛克组（2.51±0.13）MPa相接近（ P>0.05），明显高于冻干组（1.37±0.14）MPa且差异具有统计学意义（ F=11.058， P<0.05）。3D打印组中sGAG的含量（14.49±0.7）μg/mg和马赛克组（14.98±0.81）μg/mg接近（ P>0.05），明显高于冻干组（8.72±0.73）μg/mg且差异有统计学意义（ F=20.973， P<0.05）。三组的胶原含量并无明显统计学差异（ P>0.05）。ICRS软骨修复组织学评分结果表明，在基质、细胞分布、细胞群活力和软骨下骨4项评分中，3D打印组与马赛克组的得分接近（ P>0.05），明显高于冻干组且差异有统计学意义（ F=19.544， P<0.05）；在表面和软骨矿化2项评分中，组间差异无统计学意义。 结论:应用新型生物墨水和聚己内酯通过3D生物打印构建骨-软骨复合组织块能够简化组织工程骨-软骨复合组织块的体外构建，并且可以在体内较好的修复软骨缺损。

组织工程技术为气管重建提供了有效的治疗手段。功能性血管网的形成是确保组织移植术后长期存活的关键。如何快速恢复血供以支持细胞的新陈代谢、促进组织愈合与再生是气管替代治疗面临的最大挑战。传统气管移植血管化构建方法创伤较大，且需要二期手术，不符合当前快速康复外科理论要求。采用3D生物打印技术，将细胞、生物材料及生长因子进行一体化打印，构建新型微血管化气管支架，有望成为组织工程气管血管化发展的新方向。

目的:探讨由甲基丙烯酸酐化明胶(GelMA)和甲壳素纳米晶须(ChiNC)组成的混合生物墨水的物理特征、生物相容性，以及3D打印效果。方法:2021年5月至2022年12月，于100 mg/ml GelMA生物墨水中添加ChiNC，制备成ChiNC浓度分别为5、10、20 mg/ml的混合生物墨水，分别命名为GC5、GC10、GC20组，与未添加ChiNC的GelMA生物墨水(GC0组)共同实验。采用扫描电镜观察4组生物墨水光固化后形成的水凝胶的横截面，计算孔隙率。称量各组水凝胶溶胀前后质量，计算平衡溶胀比。将4组生物墨水加入48孔板中，光固化成水凝胶，表面种植人脐静脉内皮细胞(HUVECs)，于培养基中培养至第1、3、7天分别行CCK-8实验检测吸光度 A值，比较4组水凝胶中细胞的增殖速度。4组生物墨水中添加HUVECs，打印网格状支架，于培养基中培养至第1、7天分别行Live-Dead染色，观察细胞存活率。采用打印挤出成丝实验，观察各组生物墨水挤出时的连续成丝性，比较各组的打印效果。采用最佳配比的混合生物墨水3D打印模拟膀胱壁黏膜层、黏膜下层和肌层解剖结构的组织工程膀胱补片，观察打印结构的稳定性和保真度，验证混合生物墨水打印多层复杂结构的可行性。 结果:扫描电镜观察结果显示，GC0、GC5、GC10、GC20组水凝胶的孔隙率分别为(51.43±6.23)%、(51.85±6.47)%、(50.55±4.59)%和(42.49±2.20)%，GC0组与其他3组比较差异均无统计学意义( P＝0.9994、 P＝0.9948、 P＝0.1200)。GC0组平衡溶胀比为9.37±0.49，低于GC5组(8.81±0.41， P＝0.0457)、GC10组(7.95±0.19， P<0.01)、GC20组(7.71±0.14， P<0.01)，差异均有统计学意义。CCK-8检测结果显示，GC0、GC5、GC10、GC20组培养第1天的吸光度 A值分别为0.357±0.007、0.350±0.012、0.360±0.009、0.345±0.018，GC10组与其他3组比较差异均无统计学意义( P＝0.9332、 P＝0.5464、 P＝0.4937)；培养第3天的吸光度 A值分别为0.634±0.010、0.704±0.009、0.755±0.012、0.653±0.015，GC10组与其他3组比较差异均有统计学意义( P<0.01、 P＝0.0033、 P＝0.0002)；培养第7天的吸光度 A值分别为0.846±0.026、0.930±0.043、1.001±0.031、0.841±0.024，GC10组与其他3组比较差异均有统计学意义( P＝0.0012、 P＝0.1390、 P＝0.0010)。GC0、GC5、GC10、GC20组培养第1天的HUVECs细胞存活率分别为(90.13±1.63)%、(90.6±2.45)%、(92.58±2.15)%、(91.40±3.17)%，GC0组与其他3组比较差异均无统计学意义( P＝0.9869、 P＝0.3093、 P＝0.8008)；培养第7天的细胞存活率分别为(89.97±3.10)%、(92.18±2.21)%、(92.05±2.25)%、(90.12±1.97)%，GC0组与其他3组比较差异均无统计学意义( P＝0.3965、 P＝0.4511、 P＝0.9995)。打印挤出成丝测试结果显示，GC0组在24℃～25℃时挤出连续且能成丝，GC10组在24℃～27℃时挤出连续且能成丝。使用GC10组打印组织工程膀胱补片，结果显示打印的补片稳定，无坍塌，保真度高。 结论:在GelMA中添加ChiNC能促进细胞黏附、增殖，扩大GelMA生物墨水的打印窗口。在GelMA中添加10 mg/ml ChiNC制备的混合生物墨水的生物相容性良好，能打印模拟天然膀胱壁解剖结构的组织工程膀胱补片。

目的:探讨人脂肪来源蛋白复合物（ADPC）对人皮肤成纤维细胞（HSF）和人脐静脉内皮细胞（HUVEC）增殖和迁移能力的影响，以及含ADPC的三维生物打印墨水（Bioink）在裸鼠全层皮肤缺损创面中的修复效应。方法:采用实验研究方法。收集解放军总医院2020年10月—2021年3月收治的3例行腹部皮瓣转移修补术的女性慢性创面患者（年龄29~34岁）的废弃皮下脂肪组织和同期收治的3名行腹部抽脂术的健康女性（年龄24~36岁）的废弃抽脂术脂肪组织，分别制备正常ADPC（nADPC）及抽脂术ADPC（lADPC）。采用二辛丁酸法测定2种ADPC的蛋白浓度，计算2种ADPC的提取效率，样本数均为3。取对数生长期HSF和HUVEC进行后续实验。取2种细胞均按随机数字表法（分组方法下同）分为磷酸盐缓冲液（PBS）对照组、4 μg/mL nADPC组、20 μg/mL nADPC组、100 μg/mL nADPC组和200 μg/mL nADPC组，每组5孔。PBS对照组细胞采用PBS培养，余4组分别采用含相应终质量浓度的nADPC培养。常规培养24 h，采用细胞计数试剂盒8法检测细胞增殖活力。取HSF和HUVEC，分为PBS对照组、单纯nADPC组、单纯lADPC组、单纯肿瘤坏死因子α（TNF-α）组、TNF-α+nADPC组、TNF-α+lADPC组。PBS对照组与单纯TNF-α组细胞分别加入PBS，单纯nADPC组、单纯lADPC组、TNF-α+nADPC组及TNF-α+lADPC组中分别加入终质量浓度100 μg/mL的nADPC或lADPC，单纯TNF-α组、TNF-α+nADPC组及TNF-α+lADPC组再加入终质量浓度20 ng/mL的TNF-α。进行细胞划痕试验后计算划痕后24 h细胞迁移率（样本数为3），同前检测培养24 h细胞增殖活力（样本数为5）。取明胶-海藻酸钠复合Bioink（Bioink AG），制备含100 μg/mL lADPC的Bioink AG（lADPC-Bioink AG），观察二者在室温下及冷凝后的形态和三维生物打印且交联后的形态，采用流变仪检测流变性能时记录低温成胶时间（样本数为3）。取20只8~10周龄雌性BALB/c-NU裸鼠，建立背部全层皮肤缺损创面模型后，分为常规换药组、单纯lADPC组、单纯Bioink AG组和lADPC-Bioink AG组，每组5只。常规换药组裸鼠创面仅覆盖水胶体敷料和常规换药，其余3组裸鼠创面另予相应lADPC、Bioink AG、lADPC-Bioink AG处理。从治疗0 d起，行大体观察，计算治疗2、6、10 d的创面愈合率。治疗10 d，采用苏木精-伊红染色行创面组织病理学观察。对数据行独立样本 t检验、单因素方差分析、重复测量方差分析、SNK- q检验及LSD- t检验。 结果:lADPC的蛋白浓度、提取效率分别为（1.306±0.011）mg/mL、（11.1±1.5）%，明显低于nADPC的（2.039±0.042）mg/mL、（22.2±2.0）%（ t=23.83、6.38， P<0.05或 P<0.01）。培养24 h，与PBS对照组比较，100 μg/mL nADPC组和200 μg/mL nADPC组HSF（ q=6.943、6.375， P<0.01）和HUVEC（ q=6.301、6.496， P<0.01）增殖活力均明显下降；与100 μg/mL nADPC组比较，200 μg/mL nADPC组HSF和HUVEC增殖活力无明显变化（ P>0.05）。划痕后24 h，与PBS对照组比较，单纯nADPC组、单纯lADPC组、单纯TNF-α组HSF和HUVEC迁移率均明显降低（ q=5.642、6.645、11.480，4.772、6.298、10.420， P<0.05或 P<0.01）；与单纯nADPC组比较，单纯lADPC组HSF和HUVEC迁移率无明显变化（ P>0.05）；与单纯TNF-α组比较，TNF-α+nADPC组、TNF-α+lADPC组HSF迁移率无明显变化（ P>0.05），HUVEC迁移率均明显升高（ q=8.585、7.253， P<0.01）；与TNF-α+nADPC组比较，TNF-α+lADPC组HSF和HUVEC迁移率无明显变化（ P>0.05）。培养24 h，与PBS对照组比较，单纯nADPC组、单纯lADPC组、单纯TNF-α组HSF和HUVEC增殖活力均明显降低（ q=5.803、5.371、9.136，11.580、9.493、13.510， P<0.05或 P<0.01）；与单纯nADPC组比较，单纯lADPC组HSF和HUVEC增殖活力均无明显变化（ P>0.05）；与单纯TNF-α组比较，TNF-α+nADPC组、TNF-α+lADPC组HSF（ q=14.990、10.850， P<0.01）和HUVEC（ q=7.066、8.942， P<0.01）增殖活力均明显升高；与TNF-α+nADPC组比较，TNF-α+lADPC组HSF和HUVEC增殖活力均无明显变化（ P>0.05）。室温及冷凝状态下，lADPC-Bioink AG比Bioink AG外观稍显浑浊；三维生物打印且交联后lADPC-Bioink AG与Bioink AG形态类似。在10 ℃时，lADPC-Bioink AG的凝固时间为（76.6±0.4）s，明显慢于Bioink AG的（74.4±0.6）s（ t=4.64， P<0.01）。治疗2 d，常规换药组裸鼠创面渗出较多，其余3组无明显渗出；治疗8 d，lADPC-Bioink AG组裸鼠残余创面面积最小，有明显上皮覆盖。治疗2 d，lADPC-Bioink AG组裸鼠创面愈合率明显高于单纯lADPC组（ t=3.59， P<0.05），与常规换药组、单纯Bioink AG组相近（ P>0.05）；治疗6 d，lADPC-Bioink AG组裸鼠创面愈合率明显高于常规换药组、单纯lADPC组、单纯Bioink AG组（ t=18.70、15.70、3.15， P<0.05或 P<0.01）；治疗10 d，lADPC-Bioink AG组裸鼠创面愈合率明显高于常规换药组、单纯lADPC组（ t=12.51、4.84， P<0.01），与单纯Bioink AG组相近（ P>0.05）。治疗10 d，lADPC-Bioink AG组裸鼠创面组织血管化程度适中，上皮化充分，愈合效果最好。 结论:抽脂术相关操作会降低ADPC蛋白浓度、提取效率等表征，但lADPC与nADPC具有相同的生物学作用，可在非炎症环境中抑制HSF与HUVEC的增殖与迁移能力，在炎症环境中提高HSF与HUVEC的增殖活力，同时提高HUVEC的迁移能力；将lADPC加入Bioink AG中后，不会明显影响Bioink AG的物理性质及打印性能，并可以提升裸鼠全层皮肤缺损创面的修复效果。