近年来,利用3D打印技术进行组织修复已经取得了很大进展,但主要是针对硬组织缺损,如骨性缺损,取得了良好的临床效果。但对于软组织缺损修复的应用,仍然存在不少问题。与硬组织相比,软组织的缺损修复和器官置换不仅需要相似的外观,还需要相应的生理功能。在许多情况下,对功能的需求更高。而乳腺组织的缺损修复,对于功能的需求并不高,主要是良好的外形修复。聚己内酯（Polycaprolactone,PCL）是一种具有良好的生物相容性和可降解性的聚合物,降解期可达2-4年。这种生物材料已经进行了体外和体内试验,业已证实聚己内酯在人体内的安全性,并且已被美国FDA（美国食品和药物管理局）批准可广泛应用于生物医学和药物输送领域。在前期的体外实验和动物实验中,这种可降解生物材料表现出了良好的生物安全性以及生物相容性,并且在预设的降解时间内实现了对缺损组织部位良好的外形支撑。在此基础上,我们利用3D打印技术为1例乳房大范围缺损的患者制备了PCL植入物,实现了世界首例3D打印可降解植入物乳房整复手术。然而植入物在人体内用于保乳术后的软组织缺损的乳房外形修复的效果尚不明确。同时人体对其产生的反应及其在体内的降解情况目前仍未得到相关评估。在本研究的第一部分,我们首先对25例在中国人民解放军空军军医大学西京医院甲乳血管外科因乳腺癌接受乳腺区段切除联合3D打印可降解生物材料植入的患者进行了分析、随访及问卷调查,评估患者术后并发症,复发转移和生存情况以及可降解生物材料在体内的降解情况,术后美容效果、双乳对称性以及患者满意度等。在本研究的第二部分,我们对现有临床应用的乳腺植入物进行了结构的改良,构建了一种仿生微纳纤维复合支架,探索了复合细胞3D打印植入物的制备及初步应用。在这部分研究中,我们对这种支架进行了全面的生物学评估,观察其在体外实验以及动物实验中诱导组织再生的作用,并对细胞在支架上的成脂分化的促进作用进行了探索,验证了该种支架对组织修复的促进作用。第一部分一种新型3D打印可降解乳腺植入物在即刻乳房重建中的应用目的:观察乳腺区段切除联合3D打印可降解生物材料植入的手术的安全性、可降解生物材料的降解情况、美容学效果、双乳对称性以及患者满意度等。方法:对2016年3月-2019年12月在中国人民解放军空军军医大学西京医院甲乳血管外科因乳腺癌接受乳腺区段切除联合3D打印可降解生物材料植入的25例入组患者,术前采用三维超声、计算机断层扫描（Computed tomography,CT）、磁共振成像（Magnetic resonance imaging,MRI）等影像学手段来采集乳腺组织的影像数据,然后采用计算机辅助下模拟切除,根据病损大小进行软组织可降解个性化植入物的设计及3D打印,植入物消毒灭菌后置入乳腺肿瘤切除后的组织缺损,完成修复。每例患者接受术后定期随访及问卷调查,记录患者术后并发症,复发转移及生存情况;采用MRI和CT评估可降解生物材料在体内的降解情况;采用问卷来评估患者术后美容效果、双乳对称性以及采用BREAST-Q量表来评估患者满意度等。结果:在术后2年的随访内,所有患者均未出现对3D打印可降解生物乳腺支架的排异反应;支架在术后3个月、6个月、9个月、1年以及2年的平均降解率分别为9.53%、25.60%、32.38%、43.12%以及65.20%;采用BREAST-Q量表分别对患者术后对双乳的满意度、手术结果的满意度、心理健康以及乳房健康这四个维度对患者进行评估,术后1年的结果分别为70.9±10.2、73.0±9.1、70.2±11.3以及74.5±9.4;术后2年的评分结果分别为71.4±10.1、72.9±9.4、71.0±10.5以及75.8±10.2。统计学分析显示,与术后第1年相比,术后2年患者对双乳的满意度、心理健康和乳房健康这三个方面明显提高,双乳对称性和患者美容学评价及患者满意度显著相关（P＜0.05）;随访表明,1例出现同侧乳腺癌复发（Ipsilateral breast tumor recurrence,IBTR）,2例出现远处转移,其中1例死亡。3年DFS率为88%,OS率为96%。40岁以上人群中,3年DFS及OS率均为100%。结论:乳腺区段切除联合3D打印可降解生物材料植入安全性可控、美容效果和满意度较高,作为乳房整复的重要补充手段,在临床中有良好的应用前景。第二部分微纳纤维复合支架的制备与表征及在修复大鼠软组织缺损的的体内实验研究目的:采用静电纺丝技术对临床现有支架进行结构改良,构建仿生微纳纤维复合支架,观察对组织修复的促进作用。方法:在第二部分实验中,我们对现有临床应用的乳腺植入物进行了结构的改良,采用静电纺丝技术,在原有的结构上构建了一种微纳纤维复合支架。在实验过程中我们发现不同浓度的明胶/聚己内酯（Geltin/PCL）溶液经冷冻干燥后形成的多孔支架的结构稳定性和孔径大小这两方面并不相同,而这两方面则对支架在对缺损组织外形修复以及细胞在支架上增殖时的浸润深度有直接影响。因此,我们设置了5mg/ml,10mg/ml,15mg/ml,20mg/ml这4种不同浓度的支架来评估支架的稳定性以及细胞在支架上的增殖情况。在体外实验中,我们采用扫描电子显微镜（SEM）来观察不同浓度下支架的结构及孔径大小。随后我们将脂肪干细胞（ADSCs）以60K的密度种植到不同浓度的微纳纤维复合支架上,并对细胞的增殖情况和在支架上的浸润深度进行了评估。在植入后第1天、7天时采用细胞死活染色（Dead-live staining）、细胞核DAPI染色（DAPI staining）和细胞骨架染色（Cytoskeleton staining）技术对不同浓度的微纳纤维支架分别染色,在细胞学水平采用激光共聚焦显微镜（Fluorescence confocal microscope）和扫描电子显微镜观察脂肪干细胞在支架上的增殖情况和浸润深度。此外,我们以100K的细胞密度将脂肪干细胞种植到微纳纤维复合支架上来,将支架置于成脂诱导分化培养液中诱导培养来观察脂肪干细胞在支架上成脂分化情况。诱导培养30天后,采用Biodipy荧光染色技术来观察脂肪干细胞在支架上的成脂分化情况。动物实验部分,我们分别设置了PCL支架组、PCL+延迟脂肪注射组为对照组,微纳纤维复合支架组以及微纳纤维复合支架搭载脂肪干细胞组为实验组共4组支架,将其植入大鼠皮下,并对植入后一定时间组织在支架内的生长情况进行了评估。在植入后8w时采用HE染色、脂肪油红染色（Oil red staining）对组织切片进行染色,从组织学水平观察支架内组织的生长情况。同时,采用血管免疫组化对支架内组织中血管再生水平进行评估。结果:在室内环境湿度为50%以上时,静电纺丝电压控制在10kV左右,明胶/PCL溶液为流量600u/h,纺丝时间为1-2h时可以稳定纺丝。明胶/PCL配比中发现,PCL的含量越高,支架的孔径越小;反之支架的孔径则越大。体外细胞增殖实验显示,细胞在支架上种植后第7天发生了明显的增殖,其中以PCL浓度为15mg/ml和20mg/ml增殖最为显著。同时,我们发现支架孔径越大,细胞的浸润深度越深,但过大的孔径会使细胞在初始阶段就无法附着到支架上。因此,我们最终确定当PCL浓度为20mg/ml时的多孔形态和结构保持最为完好。脂肪干细胞的定向诱导分化实验显示:成脂诱导分化30天后,ADSCs在微纳纤维复合支架上可以分化为脂肪细胞,采用Biodioy荧光染色观察到脂滴的形成,但是数量很少。实验结果表明,微纳纤维复合支架本身并无明显地促进细胞分化的能力。动物实验表明,与对照组相比,在植入后8w时,微纳纤维复合支架组与微纳纤维复合支架搭载脂肪干细胞组能够观察到形成了更多的血管、纤维组织以及脂肪组织。结论:仿生微纳纤维复合支架具有较好的生物相容性,可以促进局部的血管再生和组织修复,在一定程度上可以促进脂肪组织的再生,具有良好的软组织缺损修复效果,在临床应用方面具有良好的前景。