小耳畸形綜合征（microtia syndrome），也稱為先天性小耳畸形，是耳郭先天性發育不良，常伴有外耳道閉鎖、中耳畸形和頜面部畸形。不同種族的發病率有所不同。根據小耳畸形耳郭發育情況，需進行耳郭部分或全部耳再造。耳再造是一個困難且復雜的手術，其中，耳支架的選擇是耳再造的關鍵。

目前，自體肋軟骨作為耳支架被認為是最可靠且可取的方法，利用自體組織進行耳再造仍是耳修復的主流。但存在手術創傷較大、供區損害、外觀不理想等主要缺點。因此，發展無創傷、無免疫排斥、精細個性化耳再造手術是臨床的迫切需要。

1.耳再造手術方法及耳支架的選擇

小耳畸形綜合征（microtia syndrome），也稱為先天性小耳畸形，是耳郭先天性發育不良，常伴有外耳道閉鎖、中耳畸形和頜面部畸形。不同種族的發病率有所不同?。根據小耳畸形耳郭發育情況，需進行耳郭部分或全部耳再造。耳再造是一個困難且復雜的手術，其中，耳支架的選擇是耳再造的關鍵。

目前，自體肋軟骨作為耳支架被認為是最可靠且可取的方法，利用自體組織進行耳再造仍是耳修復的主流。但存在手術創傷較大、供區損害、外觀不理想等主要缺點。因此，發展無創傷、無免疫排斥、精細個性化耳再造手術是臨床的迫切需要。先天性小耳畸形的治療復雜，以往臨床手術方法多種多樣，主要有分期手術法和I期手術法。耳支架的選擇是耳再造手術的關鍵環節，是耳郭再造的基礎，根據耳支架的選擇可以分為以下3類：一是利用自體組織及支架進行修復；二是利用人工材料或異體（種）軟骨做耳支架進行修復；三是利用耳贗復體進行耳修復。

采用耳贗復體進行耳修復是一個古老的方法，雖然手術創傷小，適用范圍廣，但因耳贗復體是“非己的”，患者從心理上接受程度不高，而且需要每天清洗，顏色與周圍皮膚難以一致，甚至還有脫落的可能。異體耳軟骨、肋軟骨、牛軟骨等都曾作為耳支架，但由于缺點明顯而被棄用。

采用人工材料做耳支架，如硅膠、Medpor耳支架，雖然避免了切取自體肋軟骨的手術創傷和并發癥，卻各有缺點。硅膠假體有質地軟、塑形困難、與組織不相容、易排斥、纖維包膜形成及攣縮等缺點。Medpor易于塑形，可拼接成大小及形態不同的支架，立體感強，無抗原性及毒性，植入后大量軟組織可以長入。但該支架的材料質地較硬，術后支架外露率仍然較高，支架一旦外露，創面難以自行愈合。

目前，利用自體組織耳再造仍是耳修復的主流。耳支架由自體肋軟骨雕刻而成，無免疫排斥，質地適中，再造耳的皮膚與周圍皮膚色澤一致，有良好的感覺。Tanzer、Brent及日本Fukuda、Nagata分期耳郭再造手術均采用自體肋軟骨，并取得較好的臨床效果。但其缺點是手術創傷較大，有供區的損害，而且可能造成胸廓畸形及耳后區瘢痕嚴重。隨著醫學及材料科學的不斷進步，學者們不斷努力試圖找到理想的耳支架材料和手術方法。

組織工程軟骨的出現和發展為解決耳再造支架問題提供了可能。組織工程的關鍵問題是種子細胞來源和載體特性。種子細胞的選擇、建立細胞和生物支架材料構成的三維空間復合物，為種子細胞提供生長代謝的場所是兩個重要方面。Cao等采用聚乙醇酸一聚乳酸模板塑造一例3歲兒童耳郭的形狀，將從牛關節軟骨中分離出的軟骨細胞接種至聚乙醇酸．聚乳酸模板，體外培養后移植入裸鼠背部皮下12周，通過形態和組織學分析表明有新的軟骨形成。SH Kamil等（2002年）利用殼聚糖和明膠網絡與聚乳酸復合置備了軟骨支架材料。

國內還有多項研究應用不同種子細胞獲得組織工程化軟骨，這些研究為耳郭缺損患者臨床手術的應用提供了潛在的可能，但將組織工程軟骨應用于臨床之前還需更多地深入研究。

2.3D打印技術

3D打印（3D printing），也叫快速成形（rapid prototyping，RP）或加式/增材制造（additive manufacturing，AM），是數字化、智能化制造與材料科學的結合，是基于計算機三維數字成像技術和多層次連續打印技術的一種新興應用技術。

3D打印技術興起于20世紀80年代末，最初應用于制造業工程及航空航天模型設計等領域。隨著3D打印技術的發展，在工業制造、文化藝術、航空航天和生物工程等領域已經相繼出現一些具有劃時代意義的3D產品。3D打印技術以其精確度高、生產周期短、能夠滿足個性化要求等優勢受到廣泛關注。

目前常用的3D打印技術包括光固化立體印刷（stereolithography，SLA）、熔融沉積成型（fused deposition modeling，FDM）、選擇性激光燒結（selective laser sintering，SLS）和二維噴印（three dimensional printing，3DP）等。隨著3D打印技術的不斷發展，這一新興的科技成果逐漸進入醫學領域。

3D打印技術與醫學的結合成為醫學史上的里程碑，在醫學模型制造與手術分析策劃、再生修復、器官移植和藥物研發試驗等領域得到了廣泛應用。

3.3D生物打印技術的發展與應用

3D生物打印（3D-bioprinting）是以計算機三維模型為基礎，通過軟件分層離散和數控成型的方法，定位裝配生物材料或活細胞，制造人工植入支架、組織器官和醫療輔具等生物醫學產品的3D打印技術。3D生物打印可分為4個層次：體外模型制造、永久性可植人物制造、細胞間接裝配制造和細胞直接裝配制造。3D生物打印核心技術是細胞裝配技術即細胞3D打印技術，是通過定位裝配活細胞/材料單元，制造組織或器官前體的新技術。其最大優勢在于復雜外形與內部微細結構的一體化制造，可以實現針對特定患者、特定需求的各種器官的個性化生產。

3D打印技術在整形外科的應用可使手術更加精確和個性化，提高了復雜手術的成功率，縮短了手術時間，并使手術更安全。Stoker等首次將3D打印模型用于顱頜面手術的術前模擬。Levine等將術前采集的CT數據通過CAD軟件進行手術模擬，得到截骨線、骨塊移動的目標位置等信息，通過術中實時提示位置信息而用于指導手術的進行。隨著材料科學的發展，有研究嘗試以生物材料代替以往的模型材料，經CAD軟件處理后，直接打印出人體植入物。Saijo等采用磷酸三鈣粉末等生物材料制備個性化假體，經消毒處理后術中無需雕刻，可直接植入人體，將3D打印技術由單純的模型制造拓展到生物制造。Kozakiewicz等采用3D打印鈦合金植入物修復眶底骨折，獲得了良好的固定效果和適配度。

此外，3D生物打印技術在藥物研發領域也有廣泛應用。2012年，第1個3D打印肝組織產品出現，可用于藥物測試；2013年，美國ORGANOVO公司成功打印出具有普通肝臟功能的小型肝臟組織，擁有的蛋白質可將鹽、激素和藥物運送到身體各處；美國維克森林大學再生醫學研究所（Wake Forest Institute for Regenerative Medicine）將從活體組織培養的多種類型的腎臟細胞，放置于一臺3D生物打印機中，同時使用可降解生物材料作為支架打印人體腎臟。

利用3D技術打印的人體肝臟、腎臟和特定細胞組織用于新藥測試后，不僅可以真實模擬人體組織對藥物的反應，而且很大程度上還能降低新藥的研發成本。3D牛物打印是一種新型的組織工程技術，不但能構建形態、結構復雜的組織工程支架，而且能實現不同密度的種子細胞在不同支架材料中的三維精確定位，實現細胞與生物材料的同步打印，最終構建仿生組織和器官，也稱組織打印或器官打印，是器官移植和再生修復的新突破。Boland等。

應用3D打印技術將牛血管內皮細胞和藻酸鹽水凝膠同步打印，形成內皮細胞一水凝膠三維復合物，成功打印出具有活性的微脈管結構，為打印血管奠定了基礎。日本東京大學的Huang等用卵白素-生物素打印帶分支的血管系統并在其上種植肝癌細胞。2013年，3D打印皮膚和腎臟研究在美國取得突破。2014年，Lee等利用3D生物打印技術直接打印出人皮膚移植物，避免了皮膚移植手術的不良后果。美國維克森林大學的研究人員希望能將皮膚組織直接打印在創面部位，并嘗試制造1臺能在戰場和災區使用的便攜式打印機。研究人員將1臺3D生物打印機先對患者的創面進行掃描，確定皮膚移植的部位及范圍；隨后，1個噴墨閥噴出凝血酶；另一個噴墨閥噴出細胞、膠原蛋白以及纖維蛋白原組成的混合物；然后，先打印出一層人成纖維細胞，再打印出一層角質形成細胞。利用3D生物打印技術，由患者自體細胞獲得與自身完全匹配的器官，將為醫學界及患者帶來希望。

4.3D生物打印技術在耳再造手術中的應用前景

先天性小耳畸形耳郭再造術是整形外科常見的器官修復手術。如何利用自體組織進行耳再造手術，在避免手術創傷大及并發癥的同時，又能夠達到精細個性化的手術效果。3D生物打印技術可望在不久的將來實現這一愿望。2013年，美國康奈爾大學（Cornell University）研究者采用牛耳細胞打印出人造耳朵。在打印耳模時，借用了一種可注入膠原蛋白和活細胞的凝膠，然后將打印的耳模移出并在細胞培養皿中孵育，3個月時間軟骨就可以取代膠原蛋白。Lee等通過3D打印技術制造出包括再生的軟骨和脂肪組織的人工耳朵，聚己內酯（PCL）和三維網絡結構中長滿細胞的水凝膠是其主要部分。用于器官3D打印的水凝膠，如藻酸鈉、膠原和嵌段共聚物（pluronies），均存在機械性能偏低和培養時不穩定性等特點心。

Mannoor等的研究提出了通過三維打印制造出錯綜復雜且兼具生物和納米電子功能的仿生耳；其研究提出了一個新的戰略，通過生物細胞和來自電子元件的納米顆粒打印的仿生耳，對無線電頻率接收表現出增強的聽覺感知；這一兼具精細形態和功能的仿生人耳為耳再造手術患者帶來新的希望。

5.展望

通過3D生物打印技術將生物相容性細胞、支架材料、生長因子、信號分子等在計算機指令下，打印出有生理功能的活體器官，達到修復或替代的目的，在生物醫學領域有著極其深遠的意義。隨著3D生物打印技術及器官打印技術的研究和發展，該技術有望成功打印出仿生組織和器官，徹底解決自體或同種異體移植所存在的局限和難題，如手術創傷大、器官來源不足、排斥反應等，從而將再生修復醫學和器官移植的應用發展帶入新紀元。