综述：3D生物打印在鼻部手术中的应用：全面综述

这篇综述系统阐述了3D生物打印（3D bioprinting）技术在鼻部手术（如鼻整形术rhinoplasty和鼻软骨重建）中的革命性应用，重点探讨了患者特异性模型（patient-specific models）、生物打印软骨支架（bioprinted cartilage scaffolds）和手术导板（surgical guides）如何通过精准模拟细胞外基质（ECM）和调控软骨形成（chondrogenesis）相关基因（如ACAN、COL2A1）提升手术效果，同时指出生物相容性（biocompatibility）和机械性能（mechanical properties）优化仍是未来挑战。

　　

背景

3D生物打印技术正重塑鼻部手术的格局，其核心优势在于通过计算机断层扫描（CT）或磁共振成像（MRI）数据构建患者特异性解剖模型，实现手术规划的毫米级精度（分辨率可达5 μm）。这种技术不仅可打印个性化鼻软骨支架，还能结合生物墨水（如明胶甲基丙烯酰基GelMA、藻酸盐alginate）负载软骨细胞或间充质干细胞（MSCs），促进软骨标志物（如COL2A1、SOX9）表达，克服传统移植技术中供体组织不足的问题。

鼻部手术规划中的3D生物打印

通过层叠组装（layer-by-layer assembly）技术，3D打印可制造出与天然鼻软骨力学特性匹配的多孔支架。例如，双因子释放梯度结构（dual-factor releasing gradient constructs）能同步递送转化生长因子-β（TGF-β）和力学刺激，显著提升软骨再生效率。此外，增强现实（AR）技术与3D模型的结合，为医患沟通提供了直观的视觉化工具。

鼻软骨的生物打印重建

研究证实，人鼻中隔软骨细胞（human nasoseptal chondrocytes）在胶原水凝胶中打印后，能维持软骨表型并分泌ECM关键成分。脂肪源性干细胞（ADSCs）的引入进一步解决了细胞来源限制，其分化潜能通过基因调控（如TGF-β信号通路）得到强化。然而，超过200μm的构造仍面临营养扩散障碍，需通过血管化策略优化。

3D生物打印软骨的分子机制

生物打印软骨的生理功能依赖于ECM仿生设计。例如，细菌纳米纤维素（BNC）生物墨水兼具机械强度和生物活性，能支持软骨细胞增殖。分子水平上，四足体DNA纳米结构（tetrahedral DNA nanostructures）可定向调控MSCs的软骨分化基因网络，而梯度水凝胶（gradient hydrogels）则通过刚度变化诱导细胞空间分化。

挑战与展望

尽管生物打印软骨在动物模型中已实现整合，但长期功能稳定性、移植物抗宿主反应（GVHD）风险及监管审批仍是临床转化的瓶颈。未来需聚焦多材料打印（multi-material bioprinting）和动态培养系统开发，以模拟天然软骨的分区结构（如潮标tidemark）。

结论

3D生物打印为鼻部手术提供了从解剖复制到功能重建的全链条解决方案，其“精准医疗”特性将推动鼻整形术进入个性化时代。随着生物墨水配方和打印工艺的迭代，该技术有望成为软骨缺损修复的金标准。