综述：人工智能驱动的三维生物打印体外肿瘤模型：从微观环境重建到精准医学应用的研究进展

《Journal of Translational Medicine》：Artificial intelligence-enabled bioprinting for tumor modeling: from biomimetic microenvironment reconstruction to drug screening

　　# 摘要人工智能（AI）和三维（3D）生物打印技术的最新进展为开发体外肿瘤模型提供了新的策略，这些模型能够更真实地再现原生肿瘤微环境。本综述考察了AI在生物打印全流程中的作用——从基于图像的模型设计和实时打印控制，到打印后的功能评估和高通量药物评价。我们首先概述了机器学习和深度学习算法如何优化生物墨水配方、预测打印结构的力学行为，并在制造过程中实现错误纠正。随后，我们讨论了AI驱动的肿瘤微环境关键组分重建策略，包括具有可调力学特性的细胞外基质、可灌注的血管网络，以及包含癌细胞、基质细胞和免疫群体的空间有序多细胞架构。本综述进一步探讨了AI增强的生物打印肿瘤模型在自动化药物筛选、耐药机制研究和精准医学中的应用，特别关注患者来源细胞和多组学数据的整合。我们还评估了当前面临的挑战，包括生物仿生保真度与通量之间的权衡、标准化方案和公共数据库的缺乏，以及需要根据临床结果改进模型验证。最后，我们讨论了闭环优化系统、智能生物墨水以及生物打印与器官芯片平台整合等新兴方向。通过全面概述这一快速发展的领域，本综述旨在帮助研究人员和临床医生了解AI辅助生物打印肿瘤模型在肿瘤研究和治疗开发中的当前能力和未来潜力。