从临床医学角度来看，许多末期疾病的唯一有效治疗方法就是器官移植。但受各种因素影响，目前器官供源端数量稀缺，无法满足组织库需求，使得许多有器官移植需求的患者不得不抱憾终身。万幸的是，随着生物3D打印技术的崛起，在一定程度上纾解了这一困境。

　　但由于传统的生物3D打印技术只能在水平和竖直方向上“逐层累加”地打印细胞，无法实现细胞和血管网络的有机融合，从而导致打印后的细胞缺少营养供给而难以长期存活。再生医学网获悉，为为解决这一难题，中国科学院遗传与发育生物学研究所王秀杰团队与英国曼彻斯特大学教授王昌凌（Charlie C.L.Wang）团队、清华大学教授刘永进团队合作，创造性地将六轴机器人改造成为生物3D打印机（六轴机器人生物打印机）。

　　与以往的生物3D器官打印技术不同的是，六轴机器人具有六个可以360°自由转动的关节，理论上可以在空间内的任意角度进行细胞打印。为避免生物材料固定给细胞带来的负面影响，科研人员开发了油浴细胞打印体系（Oil-Bath-Based Cell Printing），即在矿物油的疏水作用力下，打印的细胞可以不受重力影响而稳定地贴附在生物支架的任意表面，并自发地与生物支架和周边细胞形成紧密连接。

　　可以说，结合两种新开发的体系，能够实现在复杂血管支架上进行细胞全方位打印，打印的细胞具有与人工操作相同的存活率（>98%），并且能够保持正常的细胞周期和生理功能。科研人员进一步从组织器官发育的角度出发，设计了循环式“打印-培养”的器官制造方案，在血管支架上打印若干层细胞后，将其进行一段时间的共培养以诱导打印细胞间形成具有功能的胞间连接和新生毛细血管，然后再进行新的一轮细胞打印。

　　重复这一“打印-培养”过程，可以使打印组织内部形成与体内器官类似的血管网络，从而支持打印组织器官的长期存活。

　　应用上述技术和方案，科研人员在血管支架上开展了血管内皮细胞和心肌细胞打印实验。六轴机器人生物打印机结合油浴细胞打印体系可以在复杂血管支架上打印完整的内皮层，并且可以在生血管因子的辅助下生长出新血管和毛细血管网络；打印的心肌细胞能够在短时间内形成间隙连接，恢复并长时维持规律性搏动。

　　通过循环式“打印-培养”方案协同打印血管内皮细胞和心肌细胞，科研人员制造了具有毛细血管网络、能够在体外存活并且维持搏功能超过6个月的心肌组织。利用六轴机器人生物打印机低成本、高拓展性等优点，科研人员进一步建立了由两个六轴机器人组成的协作打印平台，实现了在复杂血管支架上快速而有序地协同打印多种类型细胞。该研究报道的生物打印体系突破了传统生物3D打印的平层局限，为复杂组织器官的体外制造提供了更可行的解决方案。

　　作为近年来新兴技术的代表，3D打印技术自问世起就备受医学界人士青睐，并在骨骼关节等“硬器官”打印领域取得了非凡成绩。不过，与此同时，在“活器官”打印领域，传统的生物3D打印技术却屡吃“闭门羹”。对此，再生医学网表示，随着该项研究成果的问世，势必将改写生物3D打印技术的历史，有助于我国乃至全世界的器官移植的快速发展。