综述：混合生物打印平台：整合微流控技术、人工智能和增材制造技术，用于功能性组织构建

《Advanced Composites and Hybrid Materials》：Hybrid bioprinting platforms: integrating microfluidic, AI, and additive manufacturing for functional tissue constructs

混合生物打印系统通过整合微流控、增材制造和AI技术，有效解决了传统方法在机械强度、生物可行性和多结构组织构建中的不足，显著提升了梯度形成、血管化通道构建和细胞存活率，在骨骼、心血管、神经等疾病模型中表现出更好的功能性能。当前挑战包括技术复杂性、无菌生产和监管壁垒，未来需在材料、微流控、自动化及标准化方面持续突破以实现临床转化。

　　

摘要

传统的生物打印方法往往在机械强度、生物可行性和多方面组织结构方面存在不足。材料梯度、血管化以及可扩展性等问题，阻碍了结合微流体技术、增材制造和人工智能的混合生物打印系统的快速发展，这些系统旨在提升功能性组织的性能。本文综述了2015至2025年间混合生物打印系统的最新创新成果，这些系统通过结合多模式打印、微流体精度和人工智能控制技术，提高了构建的精确度及其临床应用前景。文献检索通过Google Scholar、PubMed、MDPI、Scopus、ScienceDirect和SpringerLink等平台进行，关键词包括“混合生物打印”、“微流体生物打印”、“人工智能辅助生物打印”、“生物墨水”和“组织工程”。文章筛选标准涉及平台设计、生物墨水、计算控制、验证策略以及与疾病相关应用等方面。混合生物打印平台能够实现更好的材料梯度形成和可灌注通道结构，降低对细胞的剪切应力，提高细胞存活率，并具备多尺度成像能力。借助人工智能的反馈机制和数字孪生技术，可提升打印结果的重复性和减少缺陷率；在肌肉骨骼、心血管、神经、肝脏和皮肤等模型中，这些平台的应用表现出更优异的功能性能。然而，复杂性问题、无菌要求以及监管障碍依然存在。混合生物打印技术代表着向智能化、模块化发展的重大进步，有望应用于临床生物制造领域。未来，新材料、微流体技术、自动化和标准化方面的创新对于实现可扩展的再生医学应用和个性化治疗至关重要。

图形摘要