皮肤组织打印的基本原理是将能够实现各种功能的细胞和具有优良生物相容性的材料相结合,通过打印的方式构建细胞与生物材料的三维复合组织,其基本要素包括细胞、材料和打印构建方式。人工皮肤组织构建和使用的过程中,在没有血管的情况下,由于内部氧气和营养物质供给困难,会导致细胞活性不佳甚至死亡。所以人工构建的皮肤组织对于实现血管化有着非常迫切的需求。本学位论文基于课题组自主研发的生物三维打印系统,开展了适用于血管化皮肤组织的生物墨水设计及其打印方式的研究。在分析血管构建方式和皮肤打印需求的基础上,设计了面向皮肤打印的生物墨水,研究了生物墨水中Gel MA水凝胶材料的生物相容性和可打印性,并提出了与之相适应的不同浓度复合打印策略,最后使用该生物墨水和打印策略成功打印了血管化的真皮组织。论文主要展开的工作内容如下:一、水凝胶材料的生物相容性及内皮细胞微血管生成研究。分析微血管生成常用材料的特性,结合皮肤打印的特点和需求,选用了最适用于皮肤打印的Gel MA水凝胶材料并通过微观孔隙结构观察、内皮细胞微血管生成等实验研究了其生物相容性与浓度的关系。二、水凝胶材料的流变特性及挤出式打印研究。对不同浓度的Gel MA水凝胶材料进行了剪切应力、损耗模量和储能模量的测定,并基于课题组自主研发的生物三维打印系统进行了不同浓度Gel MA水凝胶的气动挤出打印及支架模型打印研究,从理论和实验两个方面研究了Gel MA水凝胶的可打印性与其浓度的关系。三、不同浓度复合打印策略及自由图案打印研究。针对Gel MA水凝胶生物相容性与浓度负相关、可打印性与浓度正相关的矛盾,提出了采用不同浓度复合打印的策略,并通过测量不同浓度Gel MA水凝胶的气动挤出纤维直径和改良打印控制参数优化了模型设计过程及打印结果,提出了自由图案打印的方案并进行了含有字母图案的不同浓度复合水凝胶模型的打印。四、血管化皮肤模型设计及血管化真皮层组织打印研究。针对皮肤打印及表皮分化过程对于组织结构形状的要求,设计了血管化皮肤模型及其打印构建方案,使用自主设计的生物墨水,采用不同浓度Gel MA水凝胶复合打印策略,进行了血管化真皮层组织的打印构建,并对打印后细胞存活率和微血管生成情况进行了观察。