新型可喷涂纤维蛋白原/糖胺聚糖/胶原生物墨水联合双头喷枪促进皮肤创面愈合的研究

本研究开发了一种基于纤维蛋白原(Fib)复合糖胺聚糖(GAGs)/胶原(Col)基质的新型生物墨水(FibD)，结合创新双头喷枪系统，显著提升皮肤创面修复效果。通过体外实验证实该体系具有优异的理化特性（pH 6.1±0.17，粘度1114.75→2.97 mPa·s）和生物相容性（细胞存活率>91%），动物实验显示其促进全层皮肤缺损修复的效果堪比自体移植（autograft），为临床创面治疗提供了兼具即时性和功能性的新型解决方案。

　　

喷雾式生物墨水与双头喷枪系统的创新突破

Abstract
近年来，生物制造技术为突破传统皮肤移植局限提供了新思路。本研究开发了基于纤维蛋白原补充糖胺聚糖(GAGs)/胶原(Col)基质的新型生物墨水，结合创新双头喷枪系统，用于皮肤创面治疗。该生物墨水含透明质酸(HA)、硫酸皮肤素、硫酸软骨素和胶原，负载人间充质干细胞(hMSCs)或人真皮成纤维细胞(hDFs)后，通过理化性能测试、细胞活力和体内外创面愈合实验验证其效果。结果显示该生物墨水形成的水凝胶具有理想特性，在体内促进创面愈合的效果堪比自体移植。

1 Introduction
皮肤作为人体重要屏障，其深度损伤需要治疗干预。传统自体移植存在供区不足等问题，而组织工程技术如3D生物打印和静电纺丝为皮肤替代物制造提供了新途径。喷雾技术能快速覆盖大面积创面，但现有产品多限于纤维蛋白密封剂或单纯细胞悬液。本研究创新性地将纤维蛋白原与GAGs/Col基质结合，并开发双头喷枪系统，实现生物活性成分与细胞的协同递送。

2 Experimental Section
2.1 Cell Culture
hMSCs和hDFs分别从脂肪组织和皮肤样本中分离培养，使用含10%胎牛血清(FBS)的DMEM培养基。

2.2 Formulation of Fibrinogen-Based Bioinks
生物墨水含10 mg mL^-1纤维蛋白原和2.5 mg mL^-1 GAGs/Col基质(Dermial)，与50 U mL^-1凝血酶以10:1体积比交联形成水凝胶。

2.3 Spraying Device Design and Performance
双头喷枪系统采用3D打印ABS材质，含两个200 μm喷嘴，优化喷涂压力为15 psi，液滴平均直径64.98±51.13 μm。

3 Results
3.1 Spraying Device
喷枪系统实现双材料同步喷涂，15 psi压力下细胞代谢活性最佳，液滴分布均匀。

3.2 Physicochemical Properties
FibD水凝胶呈现剪切稀化行为（0.1→800 s^-1时粘度从1114.75降至2.97 mPa·s），降解时间达20周，显著长于单纯Fib组的17周。

3.3 Biological Characterization
喷涂后hDFs在FibD中存活率达97.6%，hMSCs达96%。划痕实验显示FibD组24小时创面闭合率近100%。

3.4 In Vivo Wound Healing Assay
小鼠全层皮肤缺损模型中，FibD和FibD+hMSCs组8周愈合效果与自体移植相当，POSAS评分均为13分（对照组18分）。组织学显示4周即形成致密真皮基质和连续上皮层。

4 Discussion
相比单纯纤维蛋白原，GAGs/Col基质的加入使水凝胶具有更优的膨胀性（72.2±5% vs 66.7±10.2%）和降解特性。HA通过调节纤维蛋白基质稳定性，延长了支架存留时间，为细胞迁移提供更持久的三维支持。双头喷枪系统克服了传统单针筒喷涂的局限性，实现活性成分的精准共递送。

5 Conclusion
该研究开发的FibD生物墨水与双头喷枪系统，为皮肤创面治疗提供了兼具操作便捷性和疗效可靠性的新型解决方案。其可扩展应用于止血、慢性创面等多场景，具有显著的临床转化潜力。