综述：多糖生物材料在组织工程生物打印中的进展与未来策略

这篇综述系统阐述了生物打印(BP)技术在组织工程(TE)中的应用进展，重点探讨了多糖(PSs)生物材料作为生物墨水在构建3D支架中的独特优势，同时展望了人工智能(AI)与4D/5D生物打印融合的创新前景，为再生医学和精准医疗提供了前沿视角。

　　

生物打印技术：从3D到5D的进化之路

生物打印(BP)技术正以革命性姿态重塑组织工程(TE)领域。这项融合工程学与生命科学的技术，通过计算机控制的精密沉积，实现了活细胞与生物墨水的精准空间排布。从传统的3D生物打印到具有动态响应特性的4D生物打印，再到能构建复杂曲面的5D生物打印，技术的迭代使得模仿天然组织微结构成为可能。其中，水凝胶因其与细胞外基质(ECM)相似的三维网络结构，成为构建生物支架的理想材料。

多糖材料的王者归来

在众多生物材料中，多糖(PSs)因其与ECM中糖胺聚糖、蛋白聚糖等成分的高度相似性而脱颖而出。这类源自植物、动物和微生物的天然大分子，不仅具备优异的生物相容性和可降解性，还能通过化学修饰改善机械性能。研究表明，含PSs的支架能促进干细胞分化、加速伤口愈合，甚至延长药物循环时间。壳聚糖、透明质酸等PSs材料通过交联改性，已成功应用于软骨、皮肤等组织的再生。

智能材料与AI的协同突破

4D生物打印引入的刺激响应材料（如温敏型、pH响应型水凝胶），使打印结构能随时间动态变化。更前沿的探索将人工智能(AI)算法引入生物打印流程，通过机器学习优化支架参数设计，大幅缩短研发周期。这种"数字孪生"技术可精准预测细胞在支架中的生长模式，为个性化器官打印开辟新途径。

挑战与未来展望

尽管前景广阔，PSs基生物墨水仍面临打印分辨率、血管化构建等挑战。5D打印虽能制造承重骨支架，但细胞代谢干扰等问题亟待解决。未来，通过结合ECM仿生修饰和AI辅助设计，开发具有多重响应特性的"智能支架"，或将成为突破组织再生瓶颈的关键。

这项技术演进昭示着：当古老的生物材料与现代打印技术相遇，在AI的催化下，人类距离"按需打印器官"的梦想正越来越近。