使用 3D 生物打印更有效地筛选药物
将一种药物投放市场是一个竞争激烈、成本高昂、颇具挑战性的过程，包括临床前实验室和动物试验，然后是更耗时、更昂贵的四个人体临床试验阶段，这可能需要长达 7 到 15 年的时间，而标价更是高达 55 亿美元。即使确定了 10 种可行的药物化合物用于人体试验，9 种药物中也只有 1 种会真正进入市场。考虑到如此高的损耗率，生物打印能否通过更好地识别可行的化合物来节省宝贵的时间和资源，以便只将最有希望的药物用于临床试验？
动物试验的局限性
在药物发现的初始阶段，通常称为临床前试验，需要监测新化学实体 (NCE) 以确定目标系统内外化合物的生命周期（药代动力学）及其化学反应（代谢）。由于围绕人体试验的伦理问题及其高昂的成本，大量的早期试验是在动物身上进行的。
虽然由于更好的研究工具和人工智能在目标识别方面的崛起，使得从临床前动物试验到临床人体试验的过渡有所改善，但仍然需要改进临床前筛选，因为动物试验往往无法再现人体代谢的复杂性，导致假阳性和假阴性，进而不能准确反映药物对人体系统的毒性。
3D 细胞培养更具相关性
鉴于动物模型的局限性，科学家们转向人体器官模型也就不足为奇了。尽管人类细胞长期以来都是在 2D 环境中培养的，但近年来，一种范式的转变使越来越多的科学家认识到在生物打印提供的 3D 环境中使用人类细胞的重要性，这样可以产生更具生理学相关性的模型。将 3D 生物打印中的细胞培养自动化与精心定制的生物材料（称为生物墨水）相结合，可以在更短的时间内大量生长、培养和维护人体器官模型，从而减少花费在这些任务上的时间和人力。实验室机器人现在还可以大量挑选和放置细胞培养试剂或其他 NCE 和液体样本，从而实现更高的通量的筛选和更高效地运行各种其他实验室任务。
生物墨水更好地模拟 ECM
生物墨水是帮助研究人员推进药物发现研究的另一个强大工具。组织特异性生物墨水可改善细胞粘附和分化，帮助形成人体类器官。还可以添加蛋白质和其他生物因子，以更准确地重建细胞外基质 (ECM)，同时也能更好地模拟体内微环境。此外，通过多种交联方法（化学交联、光交联、热交联），可以调节结构的刚度以更好地服务于特定的细胞类型，如软骨或骨组织。
