综述：探索三维生物打印在治疗性和再生医学应用中递送活性药物化合物的前景

　　本综述系统探讨了3D生物打印在活性药物化合物递送和再生医学中的前沿进展，重点介绍了其在构建复杂药物递送系统、组织工程支架和个性化治疗平台方面的突破性应用。通过可调生物墨水（bioinks）和多种打印技术（如挤出式、光固化等），实现了药物的局部控释、降低系统毒性，并改善生物利用度。文章还涵盖了疾病建模、原位打印及人工智能优化策略，为精准医疗和临床转化提供了关键见解。

　　

三维生物打印技术概述

三维（3D）生物打印正在通过实现患者特异性解决方案改变活性药物化合物的递送和再生医学，这些方案能够提高治疗效力和安全性。该技术能够制造具有可控和持续释放特性的复杂药物、细胞和各种生物分子递送系统。

生物打印技术分类与机制

目前主流的生物打印技术包括喷墨式（inkjet-based）、挤出式（extrusion-based）、微阀式（microvalve-based）、激光辅助（laser-assisted）和立体光刻（stereolithography）等多种方法。喷墨打印具有高分辨率和低成本的优势，适用于细胞和生物分子的精确沉积，但受限于低粘度生物墨水的要求。挤出打印因其机械简单性和处理高粘度材料的能力而被广泛应用，适合制造大型结构，但分辨率相对较低。微阀打印通过电磁控制实现液滴按需生成，具有良好的细胞存活率和兼容性。激光辅助技术是一种无喷嘴方法，利用激光诱导转移实现高精度打印，避免了细胞所受的机械应力。立体光刻则通过紫外光固化光敏材料，实现高速和高分辨率的打印。

生物墨水的开发与功能化

生物墨水是生物打印的核心材料，必须具有良好的生物相容性、可打印性和机械性能。天然聚合物如明胶、藻酸盐和胶原蛋白，以及合成聚合物如聚乙二醇（PEG）和聚己内酯（PCL）被广泛应用。近年来，复合生物墨水、脱细胞细胞外基质（dECM）和纳米材料增强型墨水显著改善了打印结构的生物活性和功能。例如，负载间充质干细胞外泌体（MSC-Exo）的墨水可促进骨再生，而压电水凝胶则能在机械应力下产生电刺激，增强骨骼肌修复。

药物递送与再生医学应用

3D生物打印在药物递送方面的应用包括个性化药片、几何结构优化的控释系统以及多功能支架。例如，负载帕唑帕尼（praziquantel）的微片显示出口服生物利用度提高9倍；双相支架可实现化疗药物（如5-FU）的持续释放并结合金纳米颗粒（Au nanoparticles）的光热疗法。在再生医学中，生物打印的皮肤模型、软骨支架和血管化组织在伤口愈合、骨修复和器官再生中表现出巨大潜力。原位打印技术进一步允许在损伤部位直接打印治疗材料，提升精准治疗效果。

临床转化与未来挑战

尽管3D生物打印在组织工程和药物递送中取得了显著进展，但其临床转化仍面临诸多挑战。生物墨水的生物相容性、机械强度和降解性能需要进一步优化。打印过程的标准化和规模化生产也是实现广泛应用的关键障碍。未来研究应聚焦于智能生物墨水的开发、多材料打印技术的创新以及人工智能在打印优化中的应用，以推动这一技术向临床应用的加速迈进。

结论

3D生物打印技术正在重塑药物递送和再生医学的未来。通过高度可定制的制造平台，它不仅能够实现精准的药物控释，还能构建生物功能化的组织替代物。随着材料科学、打印技术和计算模型的不断进步，3D生物打印有望在个性化医疗、疾病建模和器官再生中发挥更加深远的影响。