Prog Mater Sci | 尤志峰课题组发表可用于神经修复的生物墨水研究进展的综述

2025年12月25日，深圳理工大学生物医学工程学院尤志峰团队联合国科温州研究院李花琼团队在Progress in Materials Science上发表了题为“Bioinks used in the repair of nerve injuryin vivo”的综述论文^[1]。该工作系统总结并分析了3D打印神经组织在脊髓损伤、周围神经损伤等体内修复的研究进展，从“生物墨水”这一层面出发，总结其设计原则、关键参数及转化瓶颈，为神经组织工程相关研究提供了具有参考价值的系统性资料。

研究背景：神经修复面临的“生物墨水”挑战

神经系统结构复杂、再生能力有限，一旦损伤往往导致长期甚至终身功能障碍，给患者及社会带来沉重负担。近年来，3D生物打印技术凭借其可实现细胞与材料的精准空间构建，被视为神经组织工程的重要发展方向。2024年，首例3D生物打印神经导管进入临床试验，进一步引发科学界对“可用于体内治疗的神经生物墨水”系统总结的迫切需求^[2]。在此背景下，本综述结合文献计量分析，对用于神经损伤体内治疗的生物墨水进行全面梳理，并围绕影响其可打印性与生物活性的关键参数展开总结与讨论。

亮点一：深化“理想神经生物墨水”的内涵

传统生物墨水强调生物相容性与可打印性的平衡。然而，文章指出，对于神经组织这一高度复杂的体系，仅具备“生物相容性”并不足以满足神经细胞在增殖、迁移、分化以及细胞-细胞、细胞-基质相互作用等方面的需求。因此，本文提出，理想的神经生物墨水应更加突出强调“生物活性”与“可打印性”的和谐统一。生物活性意味着生物墨水不仅要在体外支持神经细胞的功能性行为，更要在植入体内后，能积极调控宿主微环境，促进内源性修复。这一视角为未来神经生物墨水的功能化设计提供了新的思路。

图1理想的生物墨水强调生物活性与可打印性的和谐

亮点二：3D生物打印神经组织生物墨水的关键参数

文章系统总结了影响神经生物墨水性能的关键因素，包括细胞类型、生物相容性、力学刚度、流变特性以及新兴的“导电性”。研究指出神经细胞、神经干细胞等种子细胞对材料和打印过程中的机械刺激等极为敏感，微小差异即可显著影响细胞活性与功能表达，这也揭示了高可打印性与高生物活性之间的固有矛盾，并总结了若干协调策略，为后续生物设计及工艺优化提供参考。

图2 神经生物墨水用于体内治疗所用(i)细胞类型和(ii)生物墨水统计分析

亮点三：3D打印神经组织体内应用的系统分析

本综述对二十年来3D打印神经组织用于体内修复的研究进行了系统分析，结果显示脊髓损伤与周围神经损伤在种子细胞类型、生物墨水类别、打印方式与参数等方面存在明显差异。2024年首次报道的使用患者自体成纤维细胞球体打印的“生物3D神经导管”应用于临床研究，取得了初步安全性与有效性证据，标志着该技术向临床迈出了关键一步。

图3 体内用于(i)脊髓损伤，(ii) 脑损伤，(ⅲ)周围神经损伤的生物墨水

亮点四：文献计量学视角下的研究趋势

文献计量分析显示，神经生物墨水研究正从单一材料探索，逐步转向多功能集成与精准调控方向。导电与智能响应材料成为研究热点，中国学者在该领域的发表数量与影响力不断提升。与此同时，该领域仍面临高精度打印与细胞活性难以兼顾、临床转化标准体系尚不完善、规模化应用成本较高等现实挑战。

图4过去20年关键词和热点预测的文献计量分析

深圳理工大学生物医学工程学院尤志峰特聘副教授和国科温州研究院李花琼研究员为本文共同通讯作者，硕士生王璐瑶、周晓磊为共同第一作者。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0079642525002233

References

1.Wang L, Zhou X, Wang S, Wen F, Ullah I, Zhang W, et al.Bioinks used in the repair of nerve injury in vivo.Progress in Materials Science2026, 158:101643.

2.Ikeguchi R, Aoyama T, Noguchi T, Ushimaru M, Amino Y, Nakakura A, et al.Peripheral nerve regeneration following scaffold-free conduit transplant of autologous dermal fibroblasts: a non-randomised safety and feasibility trial.Commun Med (Lond)2024, 4(1):12.