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脑胶质瘤一种严重影响人类健康的恶性肿瘤,侵袭性强,且与正常脑组织呈浸润性生长,手术切除中很难界定肿瘤边缘。肿瘤的严重影响不仅仅是因为其自身的恶性增殖,也是因为和周围基质细胞相互作用引起的其他病变;并且,脑胶质瘤的另一项治疗难点是因为血脑屏障的存在,绝大多数药物很难穿透屏障作用于肿瘤细胞发挥应有的疗效。在此背景下,本课题提出了以生物制造方法在体外构建脑胶质瘤共培养模型,研究胶质瘤细胞与周围微环境中的基质细胞的相互作用;另一方面构建仿生血脑屏障模型,为药物转运、肿瘤治疗等研究提供基础。传统的肿瘤共培养模型多基于细胞微球技术,但细胞微球技术对微球内多种类的细胞排布等微观结构很难进行精细控制。为了实现精准、可控的共培养模型构建,本论文以细胞3D打印技术为基础进行了相关研究,主要包括如下内容:设计、组装了多喷头细胞3D打印机,配合四区段温控工艺,既可以实现细胞的高存活率也保证了打印过程中无流涎、拉丝、堵塞针头等不良现象产生。利用新型3D打印机,以脑胶质瘤细胞U118为靶细胞,胶质瘤临近微环境内常见的两种细胞——脑微血管内皮细胞和星形胶质细胞为基质细胞,打印成型了多细胞共培养模型,然后以阿霉素为测试药物,通过与二维模型、3D打印单一肿瘤细胞模型对比,结果发现三维与二维培养环境对细胞的形态和功能有不同影响,且基质细胞中星形胶质细胞对胶质瘤细胞U118的耐药性有促进作用。其次,本论文通过复合工艺制作成型了仿生血脑屏障模型,并针对该模型进行了多项测试与对比实验,初步实现了对血脑屏障结构与功能的仿生。实验结果表明1)、新型工艺实现了生长因子的缓释并成功将内皮祖细胞诱导为内皮细胞,且与血脑屏障有关的四种特异性蛋白的表达较传统金标准Transwell模型有着明显提高(ALP提高89.82%,γ-GT提高88.86%,ZO-1提高157.40%,Claudin-5提高102.32%);2)、星形胶质细胞对脑微血管内皮细胞形成紧密连接有着促进作用(ZO-1提高249.35%,Claudin-5提高184.99%),且这两种细胞是接触培养模式还是非接触培养模式具有显著性差异;3)、胶质瘤细胞U118对血脑屏障的紧密连接有着明显的破坏作用(ZO-1降低55.86%,Claudin-5降低37.84%)。