【解析】面向組織工程化軟組織的制造技術(shù)及增材制造

目前中國對捐獻(xiàn)人體器官的需求比例高達(dá)150∶1，即150例患者等待一位捐贈者的器官，遠(yuǎn)高于世界衛(wèi)生組織20∶1的統(tǒng)計比例，因此，依賴人體組織器官捐獻(xiàn)進(jìn)行器官移植替換已經(jīng)不能滿足臨床醫(yī)療的需求。美國食品與藥品管理局指出當(dāng)前人工組織與器官的潛在市場高達(dá)4 000億美元，正在形成向新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢，并推動著移植技術(shù)和再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展。以支架、細(xì)胞、生長因子為體系構(gòu)建的組織工程，是再生醫(yī)學(xué)研究的重要研究內(nèi)容，但支架卻因結(jié)構(gòu)復(fù)雜成為研究難點。增材制造技術(shù)能夠快速而精確地制造出任何復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)件，為傳統(tǒng)方法難以完成的支架制造提供了新的手段，由此也形成了新的交叉研究方向“生物制造”。  

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)已經(jīng)能夠完成幾乎全部的人體組織與器官替換移植，如肌肉、血管、皮膚、肝臟等各種器官等軟組織和骨頭等硬組織。但無論是使用人體自然還是組織工程化組織器官，針對大塊組織器官移植，血管化成為移植能否成功的關(guān)鍵，即移植組織內(nèi)部是否擁有與宿主血管系統(tǒng)對接吻合并遍布整個組織、暢通的血管網(wǎng)。這是由于四通八達(dá)的血管網(wǎng)是人體維持新陳代謝的主要方式，通過全身血液循環(huán)，完成氧氣、營養(yǎng)物質(zhì)的供給和代謝廢物的排出，例如氧擴(kuò)散距離約為150 μm，如果僅依賴擴(kuò)散作用，遠(yuǎn)離血管超過200 μm的細(xì)胞則難以存活。特別是大塊軟組織內(nèi)部存在的大密度細(xì)胞，不僅要求其內(nèi)部具有灌注血液的連通脈管系統(tǒng)，還需要推動血液流動的作用力，例如來自心臟(心肌)和動脈(平滑肌)的肌肉收縮，而平滑肌只存在于成熟血管的管壁膜，因此血管化的大塊軟組織必然是帶血管的軟組織系統(tǒng)。  

文章面向組織工程化軟組織，總結(jié)目前現(xiàn)有的軟組織制造方法。細(xì)胞片技術(shù)和去細(xì)胞支架技術(shù)的發(fā)展，分別從細(xì)胞和支架的角度提供了再造功能性帶血管軟組織支架的基本條件。微制造技術(shù)提供了在薄片組織內(nèi)預(yù) 先制造連續(xù)微細(xì)血管網(wǎng)的方法， 但層間結(jié)合和薄層微結(jié)構(gòu)保型困難，使得多層疊加黏合形成大塊軟組織支架的工藝復(fù)雜且微觀結(jié)構(gòu)連續(xù)性差。光固化快速成型技術(shù)和三維打印等增材制造技術(shù)，借助其精細(xì)結(jié)構(gòu)快速制造的優(yōu)勢，結(jié)合圖像、CAD/CAE功能化仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計和水凝膠/細(xì)胞復(fù)合工藝，正在為血管化大塊軟組織研 究提供新的制造手段，相關(guān)的精確成型原理和裝備亟待研究。   

1  資料和方法
1.1  資料來源  
應(yīng)用計算機(jī)檢索PubMed數(shù)據(jù)庫及中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫2010年1月至2013年9月關(guān)于軟組織支架的制造方法的文章，英文檢索詞為“additive manufacturing，microfabrication，vascular tissue engineering，muscle tissue engineering，cartilage tissue engineering，stereolithography，3D printing，biodegradable hydrogel”，中文檢索詞為“增材制造，微制造，血管組織工程，肌肉組織工程，軟骨組織工程，光固化快速成型，3D打印技術(shù)，可降解水凝膠”。

1.2  納入與排除標(biāo)準(zhǔn)  
納入標(biāo)準(zhǔn)：關(guān)于面向軟組織支架制造去細(xì)胞支架的相關(guān)文獻(xiàn)；關(guān)于面向軟組織支架微制造方法的相關(guān)文獻(xiàn)；關(guān)于面向軟組織支架增材制造方法的相關(guān)文獻(xiàn)。  排除標(biāo)準(zhǔn)：重復(fù)性研究及相關(guān)性差研究。  

1.3  數(shù)據(jù)提取
英文文獻(xiàn)共檢索570余篇，中文文獻(xiàn)共檢索2 900余篇，總共檢索到3 470余篇，閱讀摘要進(jìn)行初步篩選，進(jìn)一步排除與本文相關(guān)性不強的文章，最終保留60篇文章進(jìn)行綜述。  

1.4  質(zhì)量評價  
文獻(xiàn)表述軟組織的需求，文獻(xiàn)[20-38]軟組織去細(xì)胞支架及微制造方法，文獻(xiàn)[39-60]增材制造方法在制造軟組織支架的應(yīng)用。   

2  結(jié)果
2.1  軟組織的需求  
2.1.1  軟組織的生物學(xué)要求
人體軟組織主要有血管、肌肉、軟骨、內(nèi)臟(肝膽等)組織，不同的組織具有不同的生物學(xué)要求。軟組織不僅單位體積內(nèi)細(xì)胞含量高，新陳代謝中營養(yǎng)供給和氧氣、廢物運輸要求高，而且針對軟組織本身在體內(nèi)所完成的功能，需要滿足一定的生物活性功能，不同的組織也具有不同的生物學(xué)要求。例如骨骼肌具有收縮性和興奮性，接收到刺激后通過收縮牽動骨骼來實現(xiàn)運動功能，所以骨骼肌實現(xiàn)其功能就需要滿足一定的力學(xué)強度要求，同時還要求在受到刺激或信號作用下會實現(xiàn)收縮功能；血管是血液流通的通道，在血液運輸過程中，血管除滿足強度外，還必須有一定的擴(kuò)張性和彈性，能夠承擔(dān)血液流通壓力。在研究不同軟組織中還需要基于自身細(xì)胞的生長、增殖、分化觀察其生物學(xué)特征，利用種子細(xì)胞來滿足生物學(xué)要求。  

組織工程軟組織支架不僅要模擬實現(xiàn)自然軟組織的功能，還需要支架本身能夠達(dá)到軟組織本身的生物學(xué)要求。通過移植組織工程化支架本身與周圍軟組織的結(jié)合，帶血管的軟組織要求支架還需要與周圍血管結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)血管化對周圍結(jié)構(gòu)輸送氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)及排出代謝廢物。此外，支架還需要滿足細(xì)胞親和性要求，避免免疫排斥反應(yīng)，能夠促進(jìn)細(xì)胞在支架上的生長、增殖、分化；支架還需要具有一定的含水量及滲透率，給細(xì)胞生長提供三維空間等。  

2.1.2  生物力學(xué)模型  
軟組織根據(jù)其功能特性，需要一定的結(jié)構(gòu)及其材料屬性實現(xiàn)軟組織在體內(nèi)的功能。通過借助Micro-CT、核磁共振(MRI)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)掃描獲得軟組織的形狀，經(jīng)過切片、組織學(xué)染色等獲得組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)，獲得整體的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)，再利用力學(xué)測試系統(tǒng)，獲得軟組織的力學(xué)參數(shù)，從而建立軟組織的生物力學(xué)模型，根據(jù)軟組織特征優(yōu)化模型數(shù)據(jù)來實現(xiàn)支架的參數(shù)化制造。生物力學(xué)模型建立，可以從力學(xué)角度分析模型本身結(jié)構(gòu)與力學(xué)的關(guān)系，可以解決其結(jié)構(gòu)在加工過程中的力學(xué)問題。受薄層人工組織及其組裝方式的限制，還未用于軟組織及其血管化的人工干預(yù)下的重建組織性能的評估與預(yù)測。  

2.1.3  組織工程材料  
理想的組織工程支架材料具有良好的生物相容性、一定的機(jī)械性能、降解速度可調(diào)性、無毒性、孔隙率、細(xì)胞親和性、可加工性及重復(fù)性等特征。 高分子水凝膠是一種含水的具有一定機(jī)械強度的材料，具有一定的孔隙率，其多孔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)能夠模擬細(xì)胞生長的微環(huán)境，為細(xì)胞在支架中提供三維空間，促進(jìn)細(xì)胞在類自然環(huán)境下生長、爬行、分化等。高分子水凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和黏彈性特征與生物體內(nèi)由生物大分子構(gòu)成的細(xì)胞外基質(zhì)環(huán)境特征具有相似的特點，使得水凝膠可以作為生物醫(yī)用材料，基于水凝膠和細(xì)胞制備的組織工程血管化支架在軟組織支架廣泛應(yīng)      用。在組織工程材料的發(fā)展過程中，高分子水凝膠的出現(xiàn)，使得軟組織器官修復(fù)在材料方面得到支持，通過有效利用水凝膠制備軟組織支架來達(dá)到組織修復(fù)的目的。

2.2  制造技術(shù)  
2.2.1  去細(xì)胞支架  
國內(nèi)外在大塊人工組織制造方法上，目前已形成為整體、片層、片層組裝等3個層次上制造血管化支架的研究趨勢。去除自然組織中的細(xì)胞，保留細(xì)胞外基質(zhì)的去細(xì)胞支架，是典型的整體式人工組織。美國匹茲堡大學(xué)和德克薩斯大學(xué)等對受損肌肉組織的研究證明，大塊肌肉組織缺損造成肌肉體積明顯減小，移植的去細(xì)胞支架能夠誘導(dǎo)宿主的肌細(xì)胞遷移和血管網(wǎng)形成，再生出肌肉組織，  但在修復(fù)過程中發(fā)現(xiàn)，只有去細(xì)胞支架與骨 髓間充質(zhì)干細(xì)胞復(fù)合后移植的條件下，才能重建骨骼肌收縮功能。這也說明了在制造支架的同時，細(xì)胞因素的影響也不能忽略。      

在整體人工支架與細(xì)胞復(fù)合構(gòu)建人工軟組織的研究中，多孔細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與轉(zhuǎn)化生長因子β2，成纖維細(xì)胞生長因子2等生長因子復(fù)合，能夠促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的生長、黏附與分化，可促進(jìn)軟骨的修復(fù)。法國拉瓦爾大學(xué)Bourget等從人體中提取成纖維細(xì)胞培養(yǎng)，細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生細(xì)胞基質(zhì)并形成組織片，組織片有表面滲透壓形成自組裝細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)支架，再將平滑肌細(xì)胞種植在支架上來獲得組織工程血管網(wǎng)，并通過卷曲的方式獲得三維立體帶血管的三維支架。解放軍北京軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院將基因改造細(xì)胞及其他細(xì)胞與膠原復(fù)合，制造出血管化人工心臟組織； 哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院使用膠原制造出心肌補片，并將人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞與管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子種植于補片上，該支架可以改善內(nèi)皮細(xì)胞的存活并促進(jìn)血管網(wǎng)絡(luò)的新生。 盡管多因子封裝和多細(xì)胞共培養(yǎng)技術(shù)可有效促進(jìn)人工支架血管化的形成，但是新生血管網(wǎng)的隨意結(jié)構(gòu)很難與宿主組織的血管網(wǎng)對接長合，進(jìn)而造成大塊軟組織植入血管化困難，直接影響了支架與宿主組織后期的長合及組織功能重建。

2.2.2  微制造技術(shù)  
組織工程支架制造方法中，靜電紡絲技術(shù)提供了導(dǎo)向極性纖維微薄層支架，例如使用紡絲方法制備具有極性方向的導(dǎo)電納米纖維，使用聚乳酸-羥基乙酸共聚物與導(dǎo)電的PANi混合，紡絲獲得不同濃度的納米纖維并將成纖維細(xì)胞種植在支架上，獲得組織工程肌肉支架。微制造技術(shù)提供了構(gòu)建具有三維預(yù)定仿生血管網(wǎng)的方法。西安交通大學(xué)使用冷凍干燥法制造了瓊脂糖/膠原多孔支架，通過改變溫度和pH值控制支架的孔隙結(jié)構(gòu)及性能，獲得具有三維微孔道結(jié)構(gòu)支架，其微孔道結(jié)構(gòu)可以使細(xì)胞鋪展  。解放軍醫(yī)學(xué)院在體外 構(gòu)建預(yù)血管化的片狀工程化肝組織，將生長因子、細(xì)胞與基質(zhì)材料混合培養(yǎng)制造出片狀，并植入大鼠肝臟表面，使構(gòu)建物與肝臟盡快建立血液聯(lián)通。

哈佛醫(yī)學(xué)院和劍橋大學(xué)等利用光固化掩膜法制造出具有凹槽結(jié)構(gòu)的明膠凝膠/細(xì)胞，該方法目前僅制造出了一層流道結(jié)構(gòu)，還難以用之制造出具有復(fù)雜血管網(wǎng)絡(luò)的類組織器  官。臺灣大學(xué)Wang等使用立體光刻技術(shù)，首先在硅板上或PDMS表面光刻出設(shè)計機(jī)構(gòu)做為實驗?zāi)＞�，在硅橡膠板上涂覆一層修飾RGDS/YIGSR肽鏈的聚乳酸-羥基乙酸共聚物薄膜，形成了帶有微管道的支架，在支架上種植小鼠C2C12細(xì)胞獲得具有定向生長的肌肉支架；美國西維吉尼亞大學(xué)使用微制造方式制造圓柱微流道仿生血管管道結(jié)構(gòu)，模擬流體動態(tài)仿生獲得微血管流動參數(shù)模型，利用雙層PDMS基板和AZ P4620光刻膠模具制造出圓柱型仿生管道，雖然在制造過程中由于升溫融化光刻膠模具會導(dǎo)致管道表面出現(xiàn)孔隙，但該技術(shù)可制造出不同厚度的微流道，用以形成連續(xù)的微細(xì)血管腔和脈管網(wǎng)絡(luò)； 美國伊利諾伊大學(xué)使用微制造技術(shù)制造藻酸鹽類水凝膠支架，并且在表面種植成纖維細(xì)胞，支架上的成纖維細(xì)胞能夠增殖，并且出現(xiàn)血管內(nèi)皮生長因子的表達(dá)； 通過微制造技術(shù)制造微管道來形成組織工程的血管化，東京大學(xué)使用微制造技術(shù)對心肌細(xì)胞和神經(jīng)元細(xì)胞共培養(yǎng)，在培養(yǎng)系統(tǒng)上增加電刺激實驗，實現(xiàn)在微結(jié)構(gòu)中的多細(xì)胞共培養(yǎng)。

微制造技術(shù)通常制造單層薄片結(jié)構(gòu)，多層制造工藝?yán)щy，復(fù)雜的疊加黏合工藝的層間結(jié)合能力有限，層面功能涂層對細(xì)胞生長亦有抑制作用，而且由于組織薄片機(jī)械性能差，造成 微結(jié)構(gòu)保型困難，組裝后立體網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和連續(xù)性難以保證，營養(yǎng)擴(kuò)散受限而出現(xiàn)壞死。  去細(xì)胞支架能夠采用自然組織的細(xì)胞基質(zhì)，該支架具有良好的生物相容性，但是去細(xì)胞支架細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的機(jī)械強度不足，且去細(xì)胞的過程中一旦發(fā)生蛋白質(zhì)殘余，會導(dǎo)致免疫排斥反應(yīng)，因而其應(yīng)用有限；微制造技術(shù)通過制造纖維微薄層，通過卷裹、疊加等方法只能維持其三維結(jié)構(gòu)，不能模擬自然組織的形狀，在制造三維支架方法上仍存在技術(shù)上的不足，同時微流道制造實現(xiàn)血管化的工藝研究也因其結(jié)構(gòu)及制造方法的限制，支架血管化的效果差。然而，近年來在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面發(fā)展迅速的增材制造技術(shù)，利用水凝膠可為高效制造復(fù)雜形狀的仿生結(jié)構(gòu)三維支架提供有效的途徑。  

2.3  增材制造技術(shù)  
增材制造技術(shù)是將預(yù)設(shè)計的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件，經(jīng)過計算機(jī)技術(shù)離散化為面、線、點數(shù)據(jù)作為結(jié)構(gòu)單元，在控制材料實現(xiàn)結(jié)構(gòu)單元有序堆積、累加過程，直接加工成型為立體結(jié)構(gòu)。增材制造的方法有多種，較為成熟的成型方法主要有光固化成型、熔融沉積法、選擇性激光燒結(jié)法、三維打印技術(shù)、分層實體制造法等，這些方法在金屬、陶瓷、復(fù)合物等材料機(jī)械加工及生物組織工程的應(yīng)用中具有無可替代的優(yōu)勢。其中，主要應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)方面的增材制造技術(shù)包括主要有光固化成型技術(shù)、三維打印技術(shù)、熔融沉積技術(shù)等。  光固化成型、三維打印技術(shù)等增材制造技術(shù)，是應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的人工組織制造技術(shù)的重要手段。

光固化成型、三維打印技術(shù)等增材制造技術(shù)利用CAD先對組織具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行造型，然后根據(jù)其內(nèi)部微小的結(jié)構(gòu)造模，在常溫下將種子細(xì)胞及生物活性因子加入到生物可降解材料中并進(jìn)行分層制造，制造出一種類細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的微環(huán)境，這種微環(huán)境是通過增材制造出的細(xì)胞載體框架來實現(xiàn)的，對細(xì)胞的黏附增殖及功能化具有一定的促進(jìn)作用，最終實現(xiàn)組織工程化支架制造及組織修復(fù)的目的。目前已發(fā)展形成了左旋聚乳酸，聚乳  酸-羥基乙酸共聚物，PPF/DEF等以高分子聚合物為主、多材料遞變結(jié)構(gòu)的制造工藝。

同時，隨著水凝膠、細(xì)胞和生長因子的復(fù)合技術(shù)在臨床上的不斷取得成功，基于水凝膠材料的人工組織支架增材制造正在成為新的研究熱點。  西安交通大學(xué)利用自行開發(fā)的光固化成型機(jī)制造出復(fù)雜外形結(jié)構(gòu)的大塊聚乙二醇水凝膠支架，形成了光固化水凝膠支架的結(jié)構(gòu)精度控制方法與理論。西安交通大學(xué)邊衛(wèi)國等使用快速成型技術(shù)制造出宏微觀一體化成型的多孔生物陶瓷支架，該多孔支架便于周圍組織的長入，并促進(jìn)骨組織的血管化，細(xì)胞實驗中兔骨髓干細(xì)胞在骨支架與軟骨支架內(nèi)可良好的黏附、增殖，細(xì)胞形態(tài)逐步成熟，證明以快速成型技術(shù)為基礎(chǔ)的骨支架及軟骨支架制造工藝具有良好的生物安全性。

清華大學(xué)顏永年等提出基于離散堆積快速成形原理和溶膠/凝膠轉(zhuǎn)變機(jī)制的細(xì)胞直接三維受控組裝等技術(shù)，在計算機(jī)控制下，將基質(zhì)材料與細(xì)胞準(zhǔn)確的定位和運輸，直接裝配成型，形成具有特定空間排列的帶細(xì)胞的復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)。所開發(fā)的低溫沉積技術(shù)將溶液擠壓到低溫環(huán)境中，冷凍凝固，同時出現(xiàn)相分離形成微孔，隨著冷凍干燥使得溶劑揮發(fā)，留下梯度孔隙結(jié)構(gòu)的支架，該多孔的梯度結(jié)構(gòu)有利于新生組織長入。英國謝菲爾德大學(xué)Gill和Claeyssens采用微光固化原型技術(shù)利用可降解高分子材料造出可調(diào)節(jié)物理性質(zhì)的支架，并研究不同成分材料的光固化成型工藝。美因茨大學(xué)和荷蘭特文特大學(xué)Seck等采用高分辨率的光固化快速成型方法，利用可降解的聚乙二醇和聚D，L-乳酸制造出三維水凝膠支架，多孔支架和非多孔支架具有較高的機(jī)械性能。二十四面體的多孔支架具有良好的孔隙連接性和機(jī)械性，該結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出良好的細(xì)胞親和性，細(xì)胞在材料上能夠很好黏附和分化。  

在快速成型組織工程支架制造過程中，細(xì)胞與支架一體化制造成為制造的難點，要考慮到細(xì)胞與支架材料的組裝、材料成膠方式及影響細(xì)胞在體外成活率的因素等問題。因此，在體外實現(xiàn)活細(xì)胞支架的制造，能夠?qū)崿F(xiàn)血管化的功能。目前，已有研究細(xì)胞與支架一體化制造的方法，例如伊利諾伊大學(xué)使用光固化成型方式，使用的不同分子質(zhì)量的聚乙二醇雙丙烯酸酯水凝膠與細(xì)胞及生長因子混合，研究其加工工藝過程，制造出單細(xì)胞單材料三維活細(xì)胞支架和多細(xì)胞多材料的三維活細(xì)胞支架，并通過細(xì)胞的成活率等來評價支架材料及制造方法。匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院使用投影光固化成型技術(shù)采用水凝膠制造活細(xì)胞支架， 將聚乙二醇雙丙烯酸酯與人體脂肪干細(xì)胞及不同濃度的光引發(fā)劑混合，觀察細(xì)胞生長的影響因素，該方法有效制造了大塊多孔的軟組織三維活細(xì)胞支架。但是三維支架對細(xì)胞的生長有一定的限制，同時針對大塊軟組織支架的血管化問題，也沒有 提出可靠的解決方法。  

三維打印技術(shù)已被應(yīng)用到生物制造和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，2009年美國ganovo公司首次使用三維打印技術(shù)制造出人造血管，2010年澳大利亞Invetech公司和美國Organovo公司合作嘗試以活體細(xì)胞為打印人體的組織和器官。 美國南加利福尼亞醫(yī)科大學(xué)和密歇根大學(xué)以瓊脂糖為支撐，利用三維打印裝置將細(xì)胞混合液滴(300-500 μm) 與其混合打印，制造出管徑<3 mm的血管分支網(wǎng)。

哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院制造了可用于復(fù)合細(xì)胞的膠原水凝膠逐層打印設(shè)備，其制造支架見圖2所示。該設(shè)備制造主要問題是受限于膠原水凝膠成膠速度緩慢，導(dǎo)致水凝膠制造時間過長，從而影響水凝膠內(nèi)部細(xì)胞的活性，因而難以滿足人工軟組織需求。賓夕法尼亞大學(xué)和麻省理工大學(xué)等利用犧牲材料的方法制造血管支架。

首先利用三維打印機(jī)打印出多糖的管狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作為消失模，在消失模外層涂覆一層聚乳酸-羥基乙酸共聚物，防止多糖管狀網(wǎng)絡(luò)溶解時液體滲透到外部影響外部基質(zhì)環(huán)境。將制造好的多糖管狀網(wǎng)絡(luò)放入模具，把包埋細(xì)胞的水凝膠或高分子材料倒入模具中，材料固化，從而完成細(xì)胞和多糖管狀網(wǎng)絡(luò)在生物材料中的包埋，然后溶解排出多糖網(wǎng)絡(luò)，最終實現(xiàn)帶有血管結(jié)構(gòu)的活細(xì)胞三維支架。增材制造能夠?qū)崿F(xiàn)宏微觀結(jié)構(gòu)成形，與其他制造方法結(jié)合能夠更大程度上滿足軟組織支架的制造要求。  

然而目前水凝膠與細(xì)胞復(fù)合增材制造的成形機(jī)制論仍存在不足，例如對三維打印技術(shù)，成型精度的首要影響因素是細(xì)胞液滴的黏彈性和表面張力。其次是支架材料的應(yīng)用研究亟待進(jìn)行。目前使用的瓊脂糖、膠原等水凝膠強度不高，在短期內(nèi)新生細(xì)胞外基質(zhì)難以維持人工組織結(jié)構(gòu)。而近年來用于開發(fā)抗撕裂、高細(xì)胞量人工軟組織的高強度水凝膠的發(fā)展，如雙網(wǎng)絡(luò)水凝 膠，如果能利用其光固化成型特性，使其制造方式與高精度成型的光固化原型技術(shù)結(jié)合，將解決微制造技術(shù)中疊層困難和強度不足的問題，形成連續(xù)的空間血管網(wǎng)；或者使用帶磁性的水凝膠，通過磁性材料來解決強度問題，促進(jìn)細(xì)胞在水凝膠中的生長過程，從而實現(xiàn)大塊軟組織三維活細(xì)胞支架構(gòu)建；但是，目前其相關(guān)的成型原理和結(jié)構(gòu)精度研究幾乎仍是空白。  綜上所述，光固化增材制造和三維打印技術(shù)具有結(jié)合功能化結(jié)構(gòu)設(shè)計和多細(xì)胞/多材料復(fù)合制造的優(yōu)勢。發(fā)展高強度、高細(xì)胞量水凝膠的精確成型光固化增材制造技術(shù)及三維打印技術(shù)，正在成為人工組織支架制造及其血管化制造的重要手段和研究熱點。   

3  討論
目前，在組織工程領(lǐng)域研究中，研究人工軟組織活細(xì)胞血管化支架的成型方法眾多。文章分析和總結(jié)了軟組織支架的制造方法，重點分析了增材制造方法在制造多材料多細(xì)胞帶血管活細(xì)胞支架的特點與不足，認(rèn)為水凝膠/細(xì)胞復(fù)合構(gòu)建是軟組織支架的重點與難點，而與之相關(guān)的高精度增材制造技術(shù)原理和制造工藝，以及水凝膠、細(xì)胞與生長因子的組裝方法則是突破這一難點的核心技術(shù)。該技術(shù)難點不僅是增材制造在移植和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，也是增材制造拓展水凝膠等軟材料和細(xì)胞混合成型高精度設(shè)備基礎(chǔ)理論研究。  


作者：連  芩，李滌塵，陳  成，張維杰，劉亞雄，賀健康，靳忠民(西安交通大學(xué)機(jī)械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室）

讲的很全面。综述到2013年？最近又有新的进展吧