目的:本研究尝试运用生物打印技术在体外构建一种新的细胞-材料复合物修复裸鼠颅骨缺损,并进一步采用原位打印形式修复裸鼠背部皮肤缺损,此外基于连续组织切片重建皮肤三维数字模型,为将来多细胞多层次的在体生物打印奠定基础。方法:1.构建裸鼠双侧颅骨缺损(4×4mm),一侧利用生物打印技术构建人骨髓间充质干细胞(BMSCs)-海藻酸钙/氧化纳米细菌纤维素水凝胶(CA/BC)复合物后植入颅骨缺损内;另一侧仅植入CA/BC作为自身对照。8周后通过大体观察、组织学检查、Anti-HLA Class I抗体免疫组化染色和micro-CT等评估颅骨修复的效果。2.构建裸鼠背部全层皮肤缺损(直径7mm)并覆盖CA/BC,以新生C57小鼠表皮/真皮来源原代细胞为种子细胞,每个创面移植5×10~5个细胞:实验组在CA/BC内原位打印10个高浓度细胞墨点;对照组以1ml注射器手工注射。术后4周观察创面恢复及毛发生长情况,通过HE染色、免疫荧光等检查新生毛囊结构。3.对人正常头皮(面部除皱手术患者)行连续石蜡切片(层厚4μm)及HE染色、20倍显微镜下拍照,获得100张连续图像,在Photoshop CS6中进行配准后导入ImageJ软件行三维重建。结果:1.颅骨缺损实验组、对照组骨愈合率分别为0.880±0.023,0.025±0.010,(P<0.05),实验组骨缺损愈合良好,对照组仅边缘略有骨质生长;组织学检查证实新生组织为骨样结构;Anti-HLA Class I抗体免疫组化染色证实新生骨来源为打印的BMSCs。2.皮肤缺损实验组创面恢复良好,毛发生长旺盛、均匀,而对照组毛发稀疏、不均匀甚至没有毛发生长。组织学证实实验组新生皮肤含完整毛囊结构,而对照组几乎没有毛囊形成。3.完成皮肤结构的三维重建,可在ImageJ软件内动态显示并可重建各个角度截面的二维结构。结论:本研究证明了生物打印体外构建BMSCs-CA/BC复合物修复裸鼠颅骨缺损以及原位打印修复皮肤缺损的可行性;此外,以连续切片进行三维重建的方式也为将来多细胞、多层次的生物打印提供了数字化三维数字模型。