3D打印技术已广泛应用于生物医学，且逐渐向整形外科领域渗透。因其具有个性化定制和精确制作的特点，在整形外科中已有越来越多的报道。本文主要对该技术在个性化模型、导板、植入物、赝复体及生物打印等不同应用场景下的应用特点进行概述，从而提高整形外科医师对该技术的认识，提出该领域目前面临的挑战，对未来发展进行展望。

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。

三维生物打印已经成为当前构建气管移植物的热门方式之一，不同类型的生物材料在气管支架的制备和再生过程中具备其独有的性能优势。寻找具有可打印性、良好结构稳定性和生物相容性的天然或聚合材料，实现组织工程气管的软骨化、上皮化和血管化再生对于制备可用于移植的气管支架尤为重要。本文现就三维生物打印气管支架所面临的问题和挑战、打印材料的分类以及应用进行综述，以期为气管替代研究提供新思路，以促进组织工程气管移植物的转化应用。

目的:探讨外源性肿瘤坏死因子α(TNF－α)对三维环境下小鼠间充质干细胞向汗腺细胞分化的影响及其分子机制。方法:(1)取5只6～8周龄雌性C57BL/6小鼠，用烫伤仪在每只小鼠背部制成1个1 cm 2深Ⅱ～Ⅲ度烫伤创面。伤后1 d，取创面全层皮肤组织，采用酶联免疫吸附测定法检测组织中TNF－α浓度。(2)将0.9 g明胶和0.3 g海藻酸钠混匀后溶于30 mL磷酸盐缓冲液中制成水凝胶，取10只1 d龄雌雄不明C57BL/6小鼠足底全层皮肤研磨成真皮匀浆，从10只7 d龄雌雄不明C57BL/6小鼠股骨和胫骨中分离培养间充质干细胞。混合8 mL预热水凝胶、1 mL小鼠足部真皮匀浆、1 mL第2或3代终浓度为1.5×10 5个/mL间充质干细胞悬液，利用三维生物打印机在培养皿中打印出纵横交错的圆柱块共12块。打印块用25 g/L氯化钙溶液交联10 min，加入间充质干细胞培养基常规培养12 h后，按随机数字表法分为空白对照组和TNF－α处理组，每组6皿、6块。2组打印块均更换新鲜的汗腺诱导培养基培养，TNF－α处理组培养基中另加入终质量浓度为20 ng/mL的TNF－α。培养6 h，采用实时荧光定量反转录PCR法检测各组2皿打印块中间充质干细胞的多能性标志物Nanog mRNA的表达，采用蛋白质印迹法检测各组1皿打印块中间充质干细胞的Nanog蛋白表达，样本数均为3。培养14 d，采用实时荧光定量反转录PCR法检测各组2皿打印块中间充质干细胞的汗腺细胞标志物细胞角蛋白14(CK14)、CK18、钠钾ATP酶蛋白a1(ATP1a1)和水通道蛋白5(AQP5)mRNA表达，样本数为3；采用免疫荧光染色检测各组1皿打印块中间充质干细胞CK14、CK18、ATP1a1和AQP5蛋白表达分布。对数据行独立样本 t检验。 结果:(1)伤后1 d，小鼠烫伤创面组织中TNF－α质量浓度为(19±3)ng/mL。(2)培养6 h，TNF－α处理组打印块中间充质干细胞Nanog mRNA和蛋白表达量分别为0.39±0.04、0.36±0.03，均明显低于空白对照组的1.00±0.05、1.00±0.07( t＝16.51、14.56， P<0.01)。(3)培养14 d，TNF－α处理组打印块中间充质干细胞CK18、CK14、ATP1a1、AQP5 mRNA表达量分别为0.38±0.03、0.42±0.11、0.23±0.06、0.25±0.03，明显少于空白对照组的1.00±0.03、1.00±0.05、1.00±0.05、1.00±0.07( t＝25.31、8.31、17.07、17.06， P<0.01)。(4)培养14 d，空白对照组打印块中间充质干细胞CK18、CK14、ATP1a1和AQP5蛋白均广泛分布于细胞质，而TNF－α处理组打印块中间充质干细胞CK18、CK14、ATP1a1和AQP5蛋白在细胞质的分布较空白对照组明显减少。 结论:外源性TNF－α抑制三维环境下小鼠间充质干细胞向汗腺细胞定向分化，这可能与TNF－α抑制Nanog mRNA和蛋白水平的表达从而使间充质干细胞多向分化潜能下调有关。

三维（three-dimensional，3D）打印是一种通过逐层堆叠材料来构建三维物体的制造技术。近年来，随着3D打印技术的不断改进、堆叠材料成本的降低、生物材料的开发以及细胞培养技术的改进，3D打印技术已经在骨科、口腔科、泌尿外科等临床医学领域快速发展。产科是一门注重理论与实践相结合的临床医学专业，是3D打印技术的新兴应用领域。3D打印技术已经用于产科中的胎儿及母体疾病问题，如胎儿畸形的产前诊断、胎盘植入性疾病的术前规划等。此外，3D打印可模拟外科手术场景，能够根据需要对医生进行培训。本文总结了3D打印技术在产科临床应用中的最新进展。

目的:探讨儿童气管狭窄的常见类型、手术方式及效果。方法:回顾2017年12月至2020年8月南京医科大学附属儿童医院气管狭窄行外科治疗的23例患儿，其中男14例，女9例，手术时年龄2~23个月，平均(8.9±5.8)个月；体质量4.2~10.5 kg，平均(6.4±2.3)kg。气管狭窄包括完全性气管环9例，气管软化10例，声门下膜状环形增生4例。合并先天性心脏病类型包括肺动脉吊带10例，法洛四联症1例，室间隔缺损5例，肺动脉闭锁1例，右主动脉弓伴迷走左锁骨下动脉1例。手术方法包括Slide气管成形术9例，气管外支架悬吊术8例，气管内支架置入术2例，气管插管扩张术4例。术后1、3、6及12个月进行随访，行CT气管重建和纤维支气管镜检查。结果:本组共1例死亡，死亡比例4.3%，为Slide气管成形术术后反复肉芽组织增生所致。再手术1例，为气管内支架取出后3个月，因心脏增大再次压迫左主支气管，再次行气管内支架置入术。随访1~24个月，所有患儿临床症状消失，复查CT及纤维支气管镜结果满意。结论:完全性气管环采用Slide气管成形术，疗效满意；3D打印生物可吸收外支架有望成为治疗气管软化的首选方法。

晚期糖基化终末产物（AGE）与AGE受体（AGER）相互作用，可产生活性氧，导致皮肤Fb和血管内皮细胞凋亡，从而阻碍糖尿病创面愈合。浙江大学医学院附属第二医院韩春茂教授和王新刚教授团队在《Burns & Trauma》杂志发文《Curcumin?incorporated 3D bioprinting gelatin methacryloyl hydrogel reduces reactive oxygen species?induced adipose?derived stem cell apoptosis and improves implanting survival in diabetic wound》。该团队制备了一种含有姜黄素的三维生物打印甲基丙烯酸酐化明胶（GelMA）水凝胶支架，将其植入脂肪干细胞（ADSC）并应用于小鼠糖尿病创面。通过结构表征、蛋白质印迹法、活性氧和细胞凋亡测定来评估其抗氧化和抗细胞凋亡活性，并通过创面愈合实验评估了姜黄素通过AGE/AGER/核因子κB p65途径对细胞凋亡的潜在调节作用。通过扫描电子显微镜观察到，质量分数10%的GelMA水凝胶支架具有较好的机械性能和生物相容性，其圆形网状结构使其具有可打印性；苏木精?伊红染色显示，应用姜黄素?GelMA?ADSC的全层皮肤缺损裸鼠在第14、21天创面再上皮化更好；原位末端标记检测显示，姜黄素可减轻皮肤组织的细胞凋亡；血管内皮标志物CD31和α平滑肌肌动蛋白检测提示，姜黄素?GelMA?ADSC可诱导血管生成，从而加速糖尿病创面愈合。该研究说明姜黄素?GelMA?ADSC水凝胶是一种可有效加速创面愈合的生物材料。

假设:作为耳科手术的训练工具，3D打印颞骨与尸头颞骨标本等效。背景:尸头颞骨解剖是耳科手术训练中不可或缺的部分。但是，尸头颞骨标本的获得正变得越来越受到限制，而且存在对化学性和生物性风险的担忧。在这项研究中，我们检验了3D打印的颞骨模型作为耳科手术替代训练工具的有效性。方法:17名耳鼻咽喉科学员参加研究。他们按要 求使用3D打印的颞骨模型完成一系列耳科手术。使用半结构型问卷评估他们在3D打印颞骨上的解剖体验。结果:参与者发现，3D打印颞骨在解剖学的真实性与尸头颞骨标本相当，既可以作为通用的外科训练工具，也适用于特定的耳科手术训练。总体而言，参与者对将3D打印的颞骨模型纳入颞骨解剖训练课程充满兴趣，并会将其推荐给其他学员。结论:3D打印颞骨模型是一种可以代替尸头颞骨标本的耳外科教学工具。

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。

近年来，国际社会将家庭计划作为改善妇幼健康的优先战略，我国也将生殖健康纳入国家发展战略。其中，育龄女性采取安全有效的避孕方法防止意外妊娠、降低人工流产是提高其生殖健康水平的重要举措。本文简述了女性避孕节育产品的全球市场需求，并以全球需求及市场为导向的长效生物降解型埋植剂和长效微球注射剂为例，分别从原辅料选择、处方前研究、处方工艺研究等前期开发环节入手，探讨女性避孕节育药具的研发思路。最后，展望了3D打印技术、计算机仿真技术和人工智能技术等前沿技术在该领域的应用前景。跨学科整合药学和计算机科学等研究方式，有望改变传统制剂的开发模式，助力加速推动女性避孕节育药具的产业化转化步伐。