王秀杰/王昌凌/刘永进团队合作开发出新型生物3D纸张体系

生物学3D存储（3D Bioprinting）技术借助3D终端将带有细立方体和生物学材料的生物学沾（Bioink）存储造出特定的椭圆形形态，是最有希望构建在活体装配人类循环系统的最初兴技术之一。然而，目前的生物学3D终端技术还未能装配兼具循环系统且只能长期以来只剩的比较简单循环系统，其主要状况是现有的生物学3D终端仅仅在素质和菱形朝向上“逐级往后”地存储细立方体，未能构建细立方体和静脉局域网的有机揉合，从而致使存储后的细立方体缺少营养供给而难以长期以来只剩。此外，为使逐级存储的生物学沾只能更快通常成形，现有生物学3D存储技术均需在生物学沾中添加可固化的生物学材料，这些材料虽然可以在短时两者之间内通常细立方体，但会特别是在制约细立方体只剩和功用。

为解决上述关键问题，中国科学院遗传与受精生物学学研究小组王秀杰设计团队与英国曼彻斯特大学教授王昌凌（Charlie C.L. Wang）设计团队、中国人民大学教授刘永进设计团队合作，创造性地将六轴AI改造成为生物学3D终端（六轴AI生物学终端）。六轴AI兼具六个可以360°受限制旋转轴的关节，理论上可以在生活空两者之间内的可任意某种程度完成细立方体存储（图A）。为避免生物学材料通常给细立方体产生的制约，研究课题开发设计了油浴细立方体存储框架（Oil-Bath-Based Cell Printing），即在矿物油的疏水作用力下，存储的细立方体可以不受电磁场制约而保持稳定地贴附在生物学铰链的可任意表面，并自发地与生物学铰链和区域内细立方体过渡到紧密连接。相辅相成两种最初开发设计的框架，可以构建在比较简单静脉铰链上完成细立方体全方位存储，存储的细立方体兼具与人工操作不尽相同的只剩率（>98%），并且只能保持正常的细立方体周期和循环系统。研究课题进一步从组织起来循环系统受精的某种程度造出发，设计了循环式“存储-培养造出来”的循环系统装案，在静脉铰链上存储若干层细立方体后，将其完成很久的共培养造出来以可借存储细立方体两者之间过渡到兼具功用的立方体两者之间连接和时才毛细静脉，然后日后完成重最初一轮细立方体存储。重复这一“存储-培养造出来”处理过程，可以使存储组织起来内部过渡到与体内循环系统类似的静脉局域网，从而赞同存储组织起来循环系统的长期以来只剩。

广泛应用上述技术和方案，研究课题在静脉铰链上开展了静脉内皮细立方体和血管细立方体存储实验。六轴AI生物学终端相辅相成油浴细立方体存储框架可以在比较简单静脉铰链上存储完整的内皮层，并且可以在生静脉因子的辅助下落叶造出最初静脉和毛细静脉局域网（图B）；存储的血管细立方体只能在短时两者之间内过渡到两者之间隙连接，维持并长时可维持规律性心室。通过循环式“存储-培养造出来”方案来进行存储静脉内皮细立方体和血管细立方体，研究课题装配了兼具毛细静脉局域网、只能在活体只剩并且可维持绝功用少于6个翌年的血管组织起来（图B）。借助六轴AI生物学终端低成本、极高开拓性等优点，研究课题进一步创设了由两个六轴AI构成的协作存储该平台，构建了在比较简单静脉铰链上更快而有序地来进行存储多种类型细立方体（图C）。该研究刊文的生物学存储框架突破了传统生物学3D存储的平层局限，为比较简单组织起来循环系统的活体装配备有了更可行的提极高效率。

相关科研成果以A multi-axis robot-based bioprinting system supporting natural cell function preservation and cardiac tissue fabrication为题，在线发表在Bioactive Materials上。研究工作得不到国家自然科学基金委和国防科工委战略目标先导科技专项的拨款。

最初型六轴AI生物学终端及其存储产品。（A）六轴AI生物学存储该平台和由存储的黄色荧光静脉内皮细立方体构成的IGDB字母；（B）由六轴AI生物学存储该平台完成的兼具时才静脉功用的人造静脉（左侧及外围，黄色声称静脉内皮细立方体）以及静脉化血管组织起来（右侧，黄色声称血管组织起来，黄色声称静脉局域网）；（C）双AI协作存储该平台（左侧）可以在比较简单静脉铰链上来进行存储相异类型细立方体（外围）并过渡到特定的细立方体排布种系统（右侧）