生物打印技术在组织工程气管领域的最新研究进展与应用

背景:长段气管病变主要由感染、创伤、恶性肿瘤等因素引起,至今其临床治愈情况仍然无法令人满意。组织工程气管结合生物打印技术可为气管长段损伤修复提供有效治疗途径。目的:综述生物打印技术在组织工程气管领域的应用与进展。方法:以“tracheal tissue engineering,3D printing,4D printing,bio-inks,tracheal replacement therapy;组织工程气管,3D打印,4D打印,气管替代治疗”为关键词,应用计算机检索CNKI、万方、PubMed数据库中的相关文献。对3D打印技术及4D打印技术的特点、生物墨水的设计,以及在组织工程气管领域的应用研究进行总结,并分析现阶段研究存在的不足与未来的发展方向。结果与结论:3D打印技术主要包括喷墨打印、挤出打印、立体光刻打印以及激光辅助打印,各技术都有其独特的优势,但仍有改进空间。生物墨水是生物打印的重要组成部分,主要包括水凝胶、脱细胞基质及无支架型生物墨水,生物墨水需要与生物打印技术相兼容,且打印产物应具有合适的孔隙率与较强的机械性能。4D打印作为一项新兴技术,赋予3D打印“动态与时间”的概念,且两者已被共同有针对性地深入应用在组织工程气管的上皮化、软骨再生、血运重建3个方面,重建物能够在生物打印技术的帮助下展现出更好的生物性能与生物相容性,不断地接近真正的临床应用。随着生物打印技术的不断发展进步和现代医学多学科的不断交叉互补,更多性能优良的生物墨水及适合人体的生物打印气管将被研发并逐渐应用于临床,从而早日解决气管长段缺损修复这一困扰世界的医学难题。