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摘要
背景：借助计算机辅助，3D生物打印技术利用负载活细胞的生物墨水实现组织器官的构建，这种技术设计自由度高、可个性化定制且制造灵活，为心血管组织工程构建带来了新希望。生物墨水是3D生物打印技术的关键，是生物材料与组织再生领域近年来的研究热点。脱细胞基质材料具有低免疫原性、维持原有细胞外基质组分与纤维结构以及利于组织特异性细胞的存活与扩增的特点，是一种具有潜力的生物墨水。目的：总结了脱细胞基质生物墨水的制备与性能表征方法及其在心血管领域中的应用，为脱细胞基质生物墨水在心血管领域中的应用研究提供重要参考。方法：在中国知网和PubMed数据库中进行相关文献检索，中文检索词为“3D打印、脱细胞、生物墨水、血管、心脏”，英文检索词为“decellularization,bioink,3D print,vessel,cardiac”，最终纳入82篇文献进行分析。结果与结论：(1)脱细胞基质生物墨水的基本制备步骤包括生物材料脱细胞处理获得脱细胞基质，酶解消化脱细胞基质，调节消化液pH值和渗透压以及脱细胞基质混合细胞；(2)脱细胞基质生物墨水的基本性能表征主要包括脱细胞基质组分、流变性能、微观结构、生物活性、力学性能以及生物降解性；(3)在血管方面，研究者们通过使用先进打印技术、材料复合以及牺牲层等策略，制备出的脱细胞基质血管的力学性能可得到提升，并得到多层小口径血管，但这些打印过程较复杂，血管性能缺乏动物实验验证，多层血管的培养条件未经优化，且未进行缝合强度和爆破压等重要测试，无法满足医疗器械所需的性能；(4)在心肌修复方面，研究者证实与胶原及GelMA等相比，脱细胞基质生物墨水在心肌修复中更有优势。同时研究者集中于通过提升材料力学强度和导电性能，并构建微血管网络，进行脱细胞基质心肌补片的设计，这些补片在治疗心肌梗死方面表现出一定优势。然而种子细胞的参数(类型、区域密度和数量等)对于心肌补片的影响问题以及心肌补片与宿主组织之间的电耦合问题等均未取得突破，无法满足医疗器械所需的性能；(5)因此，脱细胞基质生物墨水虽然在构造心血管结构方面展现出了一定潜力，但以脱细胞基质为基础打印的血管和心肌补片目前仍处于实验室阶段，距离进入临床应用还需克服一系列问题。
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单位中国医学科学院生物医学工程研究所
