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摘要椎间盘退化导致的椎间盘突出症是脊椎类疾病中最为常见的病症之一，也是引起腰腿痛的最主要原因。传统的治疗方法虽然可以缓解病症部位的疼痛，但从短期的功能和长期的稳定性来看，都无法让脊柱达到良好的恢复。利用3D生物打印技术构建人工椎间盘，模拟椎间盘的结构、力学性能和活性组分的分布，实现椎间盘的个性化定制，具有良好的应用前景。<br>　　本研究在现有3D打印技术的基础上，对打印喷头切换组件进行创新的设计，组装调试了一套多喷头3D生物打印系统。该系统主要解决了桌面型多喷头3D生物打印机打印头之间相互干扰和制造成本高昂的问题，打印性能稳定，方便易用，成本经济，而且兼容多种生物材料和打印策略。<br>　　为了满足高性能3D生物打印，本研究开发了基于结冷胶(GG)和聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)的双网络(DN)水凝胶作为直接打印的生物墨水。重点探讨了GG/PEGDA水凝胶的流变性、打印性能、保真度、机械性能和细胞相容性等。研究结果表明用于人体组织打印的GG/PEGDA的最佳组合配比为GG1.5%-PEGDA10%，该墨水配方不仅具备优异的可打印性，还展现出了良好的机械和生物学性能。<br>　　利用集成型3D生物打印技术，在体外构建了负载活细胞的复合人工椎间盘支架，并详细探讨了其形貌、孔隙率、机械和降解性能之间的关系。研究结果表明，构建的人工椎间盘具有规整的模拟椎间盘的结构，杨氏模量维持在8MPa以上，其孔隙率、力学强度和降解速率可根据模型结构设计按需调整。本研究还将3D打印的人工椎间盘置换大鼠尾椎间盘，进行了动物试验。实验结果证明了人工椎间盘能够维持椎间盘高度，对椎间盘的修复有一定的潜在促进作用。本研究采用集成型3D生物打印构建的人工椎间盘具有合适的理化、生物和机械性能，对退化椎间盘治疗有较好的应用前景。<br>