综述：3D打印透明质酸基水凝胶在伤口愈合中的应用：环境友好型方法综述

这篇综述系统探讨了3D生物打印技术结合透明质酸（HA）基水凝胶在伤口愈合领域的创新应用。文章重点阐述了HA通过促进血管生成（angiogenesis）、细胞增殖（CD44受体介导）及胶原沉积（collagen deposition）加速伤口修复的机制，并分析了3D打印技术精准构建仿生微结构（micro-architectures）的优势，为开发兼具环境友好性和高疗效的新型伤口敷料提供了理论依据。

　　

Abstract

3D打印技术凭借其构建复杂微结构的能力，为大面积伤口治疗提供了新思路。水凝胶因其环境友好特性成为最佳生物墨水（bioink）选择，而透明质酸（HA）作为皮肤真/表皮层的天然成分，不仅能高效保湿，还能通过结合内皮细胞受体CD44促进血管生成、加速再上皮化（re-epithelialization）。本文综述了3D打印HA基水凝胶在伤口愈合中的应用潜力。

Introduction

皮肤作为人体最大器官，其慢性伤口治疗成本占全球医疗支出的3–5.5%。传统水凝胶存在机械性能差、缺乏仿生性等问题，而3D打印可精准定制符合伤口形态的微孔结构，促进细胞增殖。HA因其独特的3D凝胶结构为细胞生长提供立体空间，成为支架材料优选。

Anatomy and physiological roles of the skin and appendages

皮肤由表皮（无血管的角质形成细胞KC组成）、真皮（含胶原纤维和HA）及皮下组织构成。其中HA在维持皮肤屏障功能和水分平衡中起核心作用。

Physiology of wound healing

伤口愈合分为止血（HA与纤维蛋白原fibrinogen结合形成血栓）、炎症（高分子量HA引起水肿以招募免疫细胞）、增殖（低分子量HA促进efferocytosis）和重塑四阶段。

Functions of HA in wound healing

HA通过调节CD44信号通路：

1. 止血期：高分子量HA吸收水分形成临时屏障
2. 增殖期：促进成纤维细胞迁移和胶原合成
3. 重塑期：抑制过度瘢痕形成

Hydrogel properties and HA-based hydrogels

水凝胶的高亲水性（含酰胺/羧基等极性基团）和孔隙率（>90%含水量）使其能模拟细胞外基质（ECM）。但传统模具法制作的水凝胶存在机械强度不足（仅0.1–1 kPa），而3D打印可调控交联密度提升至10–100 kPa。

3D bioprinting technology

挤出式打印（extrusion-based）最常用，但光固化（如DLP）精度可达50 μm。生物墨水需满足：

• 剪切稀化特性（粘度10–30 Pa·s）
• 快速凝胶化（<60秒）
• 细胞存活率>90%

3D-printed HA-based hydrogel in skin tissue engineering

典型案例：

1. HA-明胶甲基丙烯酰（GelMA）复合水凝胶：打印后压缩模量达25 kPa，促进角质形成细胞迁移速度提升2倍
2. 载VEGF的HA-硫酸软骨素支架：7天内血管密度增加300%

Environmental considerations

绿色制造策略包括：

• 使用酶交联（减少化学交联剂用量）
• 低温打印（节省能耗）
• 开发可降解光引发剂（如核黄素替代LAP）

Conclusions

3D打印HA水凝胶通过仿生ECM结构和精准药物负载，有望解决慢性伤口愈合难题。未来需优化打印参数（如喷嘴温度20–25°C）并开展大规模临床验证。