BIOX生物3D打印机体外复刻皮肤癌微环境，助力抗肿瘤药物筛选
引言
传统 2D 细胞培养、动物模型存在天然短板，而生物 3D 打印技术可以在体外构建更接近人体真实生理状态的组织与肿瘤模型。一篇发表于《Biofabrication》的研究，借助CELLINK BIOX 生物 3D 打印机，成功构建正常皮肤模型与皮肤鳞状细胞癌（cSCC）三维肿瘤模型，为抗肿瘤药物筛选、肿瘤微环境机制探究提供了高仿生体外平台。
01 传统模型困境：药物研发为何频频折戟？
癌症新药研发一直面临巨大挑战，约 90% 进入临床试验阶段的候选药物最终无法达到预期治疗效果。究其根源，2D 平面细胞培养丢失细胞立体空间结构、细胞 基质相互作用；动物模型和人类物种差异大，都造成体外实验结果和临床实际疗效脱节。
以皮肤鳞状细胞癌（cSCC）为例，西妥昔单抗（CTX）作为靶向 EGFR 的临床治疗药物，在不同患者身上疗效差异巨大。在 2D 培养、肿瘤球模型上得到的药敏数据，常常无法复刻临床患者真实响应情况。
肿瘤不是单纯癌细胞集合，成纤维细胞、角质形成细胞、细胞外基质共同组成复杂肿瘤微环境，深刻影响肿瘤增殖、侵袭、药物耐药。想要真实模拟疾病，就需要可以精准排布多种细胞、仿生基质的三维体外构建技术，BIOX 生物 3D 打印机正是这类研究的有力工具。
02 BIOX 助力研究：构建正常皮肤与皮肤癌三维模型
在 Agata Kurzyk 团队 2024 年发表于《Biofabrication》的这项对比研究当中，科研人员使用瑞典 CELLINK 公司BIOX 挤出式生物 3D 打印机，完成多细胞皮肤及皮肤肿瘤模型的打印制备。
✅打印三套核心模型
借助 BIOX 多打印头模块化能力，研究团队可以精准控制不同细胞层的空间排布比例，实现真皮层、表皮层、肿瘤细胞区域的分层沉积。后续组织学染色、LIVE/DEAD 活死细胞检测证实：
传统 2D 细胞培养、动物模型存在天然短板，而生物 3D 打印技术可以在体外构建更接近人体真实生理状态的组织与肿瘤模型。一篇发表于《Biofabrication》的研究，借助CELLINK BIOX 生物 3D 打印机，成功构建正常皮肤模型与皮肤鳞状细胞癌（cSCC）三维肿瘤模型，为抗肿瘤药物筛选、肿瘤微环境机制探究提供了高仿生体外平台。
01 传统模型困境：药物研发为何频频折戟？
癌症新药研发一直面临巨大挑战，约 90% 进入临床试验阶段的候选药物最终无法达到预期治疗效果。究其根源，2D 平面细胞培养丢失细胞立体空间结构、细胞 基质相互作用；动物模型和人类物种差异大，都造成体外实验结果和临床实际疗效脱节。
以皮肤鳞状细胞癌（cSCC）为例，西妥昔单抗（CTX）作为靶向 EGFR 的临床治疗药物，在不同患者身上疗效差异巨大。在 2D 培养、肿瘤球模型上得到的药敏数据，常常无法复刻临床患者真实响应情况。
肿瘤不是单纯癌细胞集合，成纤维细胞、角质形成细胞、细胞外基质共同组成复杂肿瘤微环境，深刻影响肿瘤增殖、侵袭、药物耐药。想要真实模拟疾病，就需要可以精准排布多种细胞、仿生基质的三维体外构建技术，BIOX 生物 3D 打印机正是这类研究的有力工具。
02 BIOX 助力研究：构建正常皮肤与皮肤癌三维模型
在 Agata Kurzyk 团队 2024 年发表于《Biofabrication》的这项对比研究当中，科研人员使用瑞典 CELLINK 公司BIOX 挤出式生物 3D 打印机，完成多细胞皮肤及皮肤肿瘤模型的打印制备。
✅打印三套核心模型
- 3D skin（双细胞正常皮肤模型）：NHDF 人真皮成纤维细胞 + HaCaT 角质形成细胞，模拟人体正常皮肤表皮 真皮分层结构。
- 3D A431（单细胞肿瘤模型）：仅 A431 皮肤鳞癌细胞，纯肿瘤细胞三维构建体。
- 3D cSCC（三细胞皮肤癌模型）：A431 癌细胞、HaCaT 角质形成细胞、NHDF 成纤维细胞共打印，高度复刻皮肤鳞癌复杂肿瘤微环境。
借助 BIOX 多打印头模块化能力，研究团队可以精准控制不同细胞层的空间排布比例，实现真皮层、表皮层、肿瘤细胞区域的分层沉积。后续组织学染色、LIVE/DEAD 活死细胞检测证实：
图2.皮肤鳞状细胞癌(cSCC)细胞培养物及生物打印构建体的特征，于培养第21天固定并用苏木精-伊红(HE)染色，以及波形蛋白(VIM，胞质染色)、Ki67(核染色)、p63(核染色)和EGFR(膜染色)的表达情况。 (A)A431细胞系的二维培养。比例尺:50um;(B)三维A431(单细胞)模型。比例尺:100um;(C)三维cSCC(三细胞)模型。比例尺:50um。显示代表性图像。
03 BIOX 生物 3D 打印机核心优势
BIOX 是全球科研领域广泛使用的挤出式生物打印平台，专为活细胞打印设计，兼顾打印精度与细胞存活率CELLINK。
04 小结
传统体外模型很难还原肿瘤微环境的复杂性，而 BIOX 生物 3D 打印机让体外 “再造组织与肿瘤” 成为现实。上述研究充分展现，生物打印构建的多细胞疾病模型，不只是形态上模拟人体组织，还可以重现体内的药物响应与耐药过程，对于抗肿瘤新药研发、机制研究有极高价值。随着技术迭代，生物 3D 打印会持续推动疾病建模、个性化药敏检测的发展，助力减少动物实验，加速转化医学研究。
上海迹亚国际商贸有限公司是 CELLINK 品牌中国国内经销商，负责 CELLINK BIOX 全系列生物 3D 打印机及生物墨水产品的销售、安装调试、技术培训与全周期售后维保服务。
- 3D skin 模型成功复现人体皮肤分层，具备角质层、棘层、基底层等皮肤特征结构，细胞分化、角化行为和体内皮肤高度相似；
- 三细胞 3D cSCC 模型可观察到肿瘤细胞团簇形成、肿瘤向真皮层浸润侵袭，重现皮肤癌体内病理特征；
- 药物实验发现：相较于 2D 培养、肿瘤球，BIOX 打印的 3D 肿瘤模型对西妥昔单抗药物敏感性显著下降，会随培养时间发展出药物耐药，完美复刻临床上 “初期有效，后续耐药” 的现象，证明该模型更贴近临床真实药效反应。
03 BIOX 生物 3D 打印机核心优势
BIOX 是全球科研领域广泛使用的挤出式生物打印平台，专为活细胞打印设计，兼顾打印精度与细胞存活率CELLINK。
- 模块化多打印头设计支持最多 3 个智能打印头同时工作，可同时加载多种生物墨水、多种细胞悬液，轻松实现多细胞、多材料的组织分层构建，适配皮肤、肿瘤、类器官、组织工程支架等复杂模型。
- Clean Chamber 洁净舱技术内置 HEPA H14 高效过滤器 + UV C 紫外灭菌系统，打印仓内维持洁净环境，降低细胞污染风险，保障活细胞打印后的高存活率，适配长时间体外培养需求CELLINK。
- 灵活的压力与温控体系气动挤出压力可调，适配黏度跨度极大的各类水凝胶生物墨水；打印平台温控 4 60℃，满足不同生物墨水的成型条件；兼容培养皿、24 孔板等常规实验室耗材，打印后可直接用于后续药物筛选、染色成像实验，减少样品转移带来的损伤。
- 强大软件兼容性支持 STL、G code 文件导入，可结合 Slicer 等三维建模软件，快速把设计模型转化为生物打印程序，降低科研人员使用门槛CELLINK。
04 小结
传统体外模型很难还原肿瘤微环境的复杂性，而 BIOX 生物 3D 打印机让体外 “再造组织与肿瘤” 成为现实。上述研究充分展现，生物打印构建的多细胞疾病模型，不只是形态上模拟人体组织，还可以重现体内的药物响应与耐药过程，对于抗肿瘤新药研发、机制研究有极高价值。随着技术迭代，生物 3D 打印会持续推动疾病建模、个性化药敏检测的发展，助力减少动物实验，加速转化医学研究。
上海迹亚国际商贸有限公司是 CELLINK 品牌中国国内经销商，负责 CELLINK BIOX 全系列生物 3D 打印机及生物墨水产品的销售、安装调试、技术培训与全周期售后维保服务。
