骨组织工程3D生物打印的研究进展*
2021-11-30李博钰
口腔颌面修复学杂志 2021年2期
李博钰 孟 丹
由于颅面结构的复杂解剖,颅面组织从创伤、手术切除或先天性畸形中完全恢复是极具挑战性的[1]。而作为金标准的自体骨移植也由于其外形难以与受区匹配,存在一定的局限性。在近几十年来,骨组织工程(bone tissue engineering, BTE)快速发展。骨组织工程的三个主要研究内容分别是骨组织工程三维多孔支架、骨种子细胞和生长因子[2]。其中支架的材料与制造是研究的重点,它需要适合细胞的生长繁殖并在结构上能够使再生的组织成熟并行使功能。
3D生物打印(3D bioprinting, 3DBP)源于3D打印,通过逐层打印由生物材料和(或)细胞以及生物因子组成的生物墨水(bioinks),以高分辨率制造载有细胞的结构[3,4]。相比于3D打印,理想的3D生物打印可以更好地控制细胞和生物因子在支架中的分布,从而更利于组织再生,但目前也面临着许多挑战,比如可打印性、机械性能、血管化等[5]。随着3D生物打印技术和材料学的不断发展,研究者们致力于通过改进生物打印的参数和发现更合适的材料以解决现存的挑战。本文将概述骨组织工程的3D生物打印及其研究进展。
1.骨组织工程
骨组织工程作为一个十分有前景的研究方向,通过结合生物活性分子、细胞和生物材料来构建仿生支架来恢复病变或受损的骨组织[6]。传统意义上的骨组织工程是将种子细胞接种于支架上后进行培养。传统的骨组织工程支架制备方法包括溶液浇铸/离子洗出法、原位成型法、静电纺丝法、相分离/冻干法、气体成孔法等[7],虽然用这些工艺制备出的支架进行骨组织工程取得了一定的成果,但研究者们的要求并不止于此。……
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