张雷，陶倩倩，朱彦*(1.天津中医药大学组分中药国家重点实验室，天津 300193；2.天津国际生物医药联合研究院中药新药研发中心，天津 300457)

    中药发挥药效具有多组分、多途径、多靶点协同作用等特点，基于中医理论的药物配伍规律使中药的基础研究更为复杂。网络药理学的发展为中药药效物质基础和药理毒理学研究提供了强大的工具[1]。从分子水平预测出中药调控疾病的潜在靶点，使后续的具体机制研究有的放矢。蛋白组学等新兴的组学技术，可从整体水平、全面地呈现中药有效成分进入机体后发挥的多途径、多靶点调控过程，揭示中药复杂组分的药理毒理学机制[2]。

    药理毒理学研究通常以动物模型为基础，实验周期长，成本高[3]。其优势在于以模型动物整体评估中药的药效或毒性，具有系统性和整体性。然而，模型动物不能完全模拟人体的生理病理状态，难以精准反应药物-机体关系。传统的药物测试因考虑到研发成本、可操作性及可扩展性大多是用2D 细胞培养方法进行[4]。然而，越来越多的证据表明，与2D 细胞模型相比，3D 细胞模型在蛋白质表达、药物反应、细胞形态、细胞迁移等方面有很大差异[5]。在3D 模型中，由于细胞存在于立体空间中，增强了细胞-细胞和细胞-细胞基质之间的相互作用，因此可以更好地在体外模拟人体内生理微环境。与细胞自聚体、微流控模式下的3D 细胞模式不同的是，3D 生物打印技术可以对细胞及生物材料实现更加精确的控制，使其图案化、异质化，从而更加接近复杂的生物器官。

    3D 生物打印技术是3D 打印技术的延伸，可以在三维立体空间中使物料精确沉积从而构建三维结构[6]。3D 打印最早是在1986年由Charles W.Hull.命名为“立体平版印刷术”提出，描述为使用紫外光固化的材料的薄层按顺序层层打印，形成固体的3D 结构。3D 生物打印技术是基于增材制造技术结合生物墨水(包括水凝胶、细胞、生长因子)来构建3D 体外环境[7]。

    在过去十年中，大量的3D 生物打印技术被开发出来用于广泛的生物医学应用，如高通量药物筛选、病理机制分析、代谢模型建立及个体化的器官修复。本综述讨论了构建可用于个性化药物筛选和疾病建模的功能组织模型所需的生物打印技术和生物材料的选择，重点关注了生物打印的癌症、肝脏组织及心脏组织模型，因为它们在中药药物发现、药理和毒理机制研究中具有广阔的应用前景。

    1 生物墨水的选择

    3D 生物打印技术的发展得益于不断涌现的3D 技术应用以及生物材料发明。生物材料即生物墨水，被称为细胞负载流体材料，具有细胞外基质成分 ......