4D生物打印在组织工程的应用

摘要

背景:随着科技的不断发展3D生物打印已经成为组织工程学的重点研究领域,然而目前仍存在一些局限性无法解决。4D生物打印是最新兴起的一种技术,它成为了组织工程下一代的主要解决手段。目的:根据不同形状转变原理而分别介绍4D生物打印的材料和方式,探讨4D生物打印在组织工程中的应用以及目前面临的挑战。方法:以"4D bioprinting,4D biofabriation,printing,smart materials,smart scaffold,shape memory polymers,tissue engineering"或"4D生物打印,4D生物制造,打印,智能材料,智能支架,形状记忆聚合物,组织工程"等作为检索词,应用互联网在CNKI、PubM ed、SCIE数据库检索2016-01-01/2021-01-01发表的相关文献共127篇,经过第一作者筛除并追加收录优质参考文献,共纳入106篇文章进行综述分析。结果与结论:(1)4D生物打印是最新兴起的一种技术,它将时间的概念和3D生物打印相结合作为第四维度,4D生物打印能够制造复杂的具有功能性的结构;(2)它可以通过使用智能材料制作动态的三维生物结构,这些结构可以在各种刺激下改变形状;(3)印刷细胞结构的功能转变和成熟也被认为是4D生物打印其中的一种形式;(4)该技术为组织工程提供了前所未有的潜力,虽然该技术在生物医学领域备受瞩目,但由于其尚处于兴起阶段,若想实现临床应用还需要更多的研究和发展。