3D生（shēng）物打印（yìn）可起死回（huí）生（shēng）？

　　我們會在每（měi）年寒暑假複播的《西遊記》中會看到這樣的景（jǐng）象：觀音菩薩拿著蘸了玉淨瓶甘露的楊柳枝，將露水灑向一個氣息全無的人之後，這個人馬上就會活過來。

　　死亡，是一件（jiàn）任何（hé）人最終都將要（yào）麵（miàn）對而又無法改變的一件事。那些看（kàn）起來能夠（gòu）讓人起死回生的“法力”似乎僅停留在故事裏。但是，科技發展到今天，我們雖不能做到讓死去的生命再（zài）次複活，但可以讓垂危的生命得以延續。至少，3D生物打（dǎ）印技（jì）術就已經開始改變（biàn）人（rén）類社會了。

　　打印一隻耳朵？

　　用（yòng）一台打印機製造（zào）一隻耳朵，這種隻（zhī）在電影中見到的場景如今已經發（fā）生（shēng）在我們周圍。2016年2月15日，來自美國北卡（kǎ）羅萊納州維克森林大學再生醫學研究所（suǒ）的科學家們稱（chēng），他們已經創（chuàng）建了一台可（kě）以製（zhì）造器（qì）官、組織和骨骼的3D打印機，而這些通過3D打印機打印出來的器官、組織和骨骼能（néng）夠直接植入人體。這一成果已於當日發表在科（kē）學雜誌《Nature Biotechnology》上。

　　論文稱，與大多數（shù）3D打（dǎ）印機一樣（yàng），科學家們（men）此次研發的3D打印機的噴嘴依靠計（jì）算機控製，以一種非（fēi）常精（jīng）確的模式逐層擠出沉積材料。這些沉積材料最終會硬化，並生成任何想要的對象，不過，與其他3D打印機使用熔融的（de）塑（sù）料或者金屬材料不同的是，這款（kuǎn）3D打印機擠出的主（zhǔ）要是含有人體細胞（bāo）的水凝膠。

　　實際上，該3D打印機擁有多個噴嘴，一些擠出水凝膠，還有一些（xiē）則擠出可生（shēng）物降解材料，用來給打印出來的組織提供結構和強度（dù）支持。當輔助材料溶解和組織（zhī）在機器中完成孵化時，它就（jiù）有（yǒu）可能植入人體。研究人員先對人（rén）耳（ěr）、下顎骨、肌肉進行3D掃描，從而（ér）創建（jiàn）數字模板，然後打印出一塊耳形的軟骨、一塊肌肉和一塊下頜骨，並把（bǎ）它們植入小鼠體內。

　　3D生物打印的技術原理

　　所謂的3D生物打印，指的是一（yī）種以計算機三維模型為基礎，通過軟件分層離散（sàn）和數控成型的方法，定（dìng）位裝配生（shēng）物材料（liào）或（huò）活細胞（bāo），製（zhì）造人工植入（rù）支（zhī）架、組織器官和醫療輔助等生物醫學產品的3D打印技術（shù）。3D生物打印的最終目的是為了解（jiě）決移植器官來源有限的問題。

　　世界上第一台3D生物打印（yìn）機的原型機已在2009年（nián）底由Organovo公（gōng）司製造出來，2010年被《時代（dài）周刊》評為（wéi）2010年50項最佳發明之一（yī）。

　　3D生物打印技術目前還處於開發的初級階段，通過電腦建模程（chéng）序來設計需要打印的器官剖麵圖，從而精準指導隨後的打印過程。研究（jiū）者在供打印的（de）液態（tài）材料中複合從骨髓（suǐ）、脂肪等組織中提取的幹細（xì）胞，或不同的活性因（yīn）子，通過打印頭將液體按照一定圖案打印在接收平台上。打印頭（tóu）每（měi）打印一層，就會提升一個層高的刻度，繼而開始下一層圖案的打印，從而逐漸實現人（rén）造組織的成型，跟普通（tōng）3D打印在（zài）工業應用中的模型（xíng）製造過程（chéng）類似（sì）。

　　3D生物打印機可以被置於生物安全櫃中，可（kě）進行無菌操作，打印後的組織（zhī）可以直接被植入患（huàn）者體內，其中的細胞在生長（zhǎng）因子的調控下，重新組合、分化，最終形成新的組織和器官。以皮膚打印過程為例，一般需（xū）要經過皮膚樣品三維（wéi）建模（mó）、形成脂肪原型（xíng）、3D打印皮膚樣品三個步（bù）驟才能完成。

　　從理論上講，3D生物打印機可以使用CT等掃描技術，得到（dào）患者身體的各個部位精確圖（tú）像數據，並在隨後的短時間內打印出相應（yīng）的組織，由於這些結構來源於病人的身體（tǐ）掃描，因此，打印後的植入物完全可（kě）以模擬原有的器官（guān），順利地進行替（tì）換，從而減（jiǎn）輕了植入過程對患者的身體帶來（lái）的負擔。

　　3D生物打印給（gěi）我們帶來了哪些驚喜（xǐ）？

　　現有的3D生物打印機的研究還處於早（zǎo）期階段，但是發展前景（jǐng）為大家所期待（dài）。據澳大利亞Invetech和美國Organovo兩家公（gōng）司宣稱（chēng），3D生物打印技術將在5年內（nèi）實現對功能性大血管的（de）打印，十年內實現（xiàn）心髒或者肝髒等器官的打印。由此可見，3D生物打印技術的（de）成果可能會給醫療界帶來（lái）一場革命。那麽（me），3D生物（wù）打印技術給我們帶來了哪（nǎ）些驚喜呢？

　　1.3D打印腎髒原型

　　美國北卡羅萊納Wake Forest大學Anthony Atala等人使用複合細胞的水凝膠材料，逐層打印，構建出類似於腎髒的結構。從而製造骨骼、耳鼻、膀胱等人體器官（guān），以達到為患者提供量身定（dìng）做的器（qì）官替代品（pǐn）的（de）目的。

　　2.3D打印人耳

　　美國康奈爾大學工程師與（yǔ）醫生們結合3D打印技術以及活性細胞製成的可注射膠造出了與人耳幾乎完全（quán）一樣的人工假（jiǎ）耳，在外觀與功能上與（yǔ）真耳相差無（wú）異，並且（qiě）在3個月之內，這些耳朵即可長出軟骨，替換掉（diào）其中用於定型的膠原。

　　3.3D打印（yìn）肝髒（zāng）

　　蘇格蘭科學家率先研製出利（lì）用人體細胞（bāo）打印（yìn）人造（zào）肝髒組織的技術，研究（jiū）人員研製出了基於瓣膜的細胞打印流程，可以生產特定的細胞種類，容量僅為2nL或每滴小於5個細胞（bāo）。這一（yī）研究結果對醫藥行業意義非常重大，它能把人體對藥（yào）物的反應（yīng）模擬得更加逼真，有助於選出高效的藥物（wù）。

　　不（bú）過這一技術麵臨著很大挑戰就是，怎樣保證研發出更容易（yì）操控和更精細的打印噴嘴，以有效保護細胞（bāo）和組織的生存能力。隨後，研究人員開發了基於瓣（bàn）膜的雙（shuāng）噴嘴打印機，用於打印高質量的細（xì）胞，包括（kuò）打印首個用（yòng）於（yú）組織再生的胚胎幹細胞。

　　4.3D打印仿生組織

　　英國牛津大（dà）學研究出最新3D打印技術（shù），將水和液體分子連接在一起，形成了具有人（rén）體細（xì）胞功能的“液（yè）滴（仿生組織（zhī））”。每個液滴（dī）是（shì）直徑約為50微米的透明空腔，這些打印出的“功能液滴”可用於人體組織，或者作為（wéi）新方法為人體（tǐ）投遞新藥，相關研究發表在《科學》（Science）雜誌上。

　　我國的突破（pò）

　　3D生物打印離我們（men）並不遙（yáo）遠，不僅在國外大放異彩，在國內也是摸得著看得見的。 據央視報道，我國（guó）863計劃之一（yī）的3D打印血管已（yǐ）經獲（huò）得重大突破，世界首創的3D生物血（xuè）管打印機由（yóu）四川（chuān）藍光英（yīng）諾生物科技有限公司成功（gōng）研製。據介紹，該款血管打印機性能先進，僅僅2分鍾便打出10厘米長的血管（guǎn）。3D生（shēng）物血管打印的核心技術是生物磚（Biosesynsphere），生物磚並不是磚（zhuān）塊，也不是方方正正的（de）形狀，而是一種新型的、精準的、具有仿生（shēng）功能的幹細胞培養體（tǐ）係。

　　有長（zhǎng）路要走

　　從（cóng）全球來看，生物3D打印的前景比較廣闊，目前生物3D打印技術已（yǐ）經在主動脈瓣、種植手術導板、人工下顎（è）等領域得到應用。但是，人體是一個複雜的係統，無數細胞每（měi）天在以我們不能（néng）充分理解的（de）神（shén）秘方式生長、愈合和變（biàn）化，我們還沒有解碼細胞之間是如何傳遞的，盡管科學研究（jiū）可以將細胞以完美的形狀放在支架上的正確位置，但是仍然沒有人準確地知道如何“啟動”種（zhǒng）子細胞，現有的3D生物打印隻是剛剛開（kāi）了個頭（tóu），未來3D生物打印（yìn）技術的道路還有很長的一段路要走。