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生物3D打印远非想象中那么简单!

2015-10-20 09:18
龙凰
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  生物3D打印正循着人体的生命阶梯一步步地向上攀登,直到阶梯的顶层——具备完整功能的人造生命。

  打开电脑,找到鼻软骨的三维模型,按下启动键,含有细胞的水凝胶便从打印机喷头喷出,层层叠覆,不到一小时,一个鼻软骨就被“打印”了出来……这并不是科幻电影的情节,而是时下最热门的生物3D打印技术

  不久前,杭州电子科技大学教授徐铭恩在2015中国转化医学大会上宣布,他们成功“打印”出国内首个用于药物筛选的肝单元,这些肝单元存活率达90%,最长能存活两个月,目前已投入批量生产。

  除了筛选药物,3D打印肝单元也推进了人工肝的研发过程。“用3D打印的肝脏、肾脏等器官,可以移植入人体内;制作出人造的感受器官,比如眼睛、鼻子……”徐铭恩勾勒出一幅未来3D打印活体器官的图景。

  那么,3D打印活体器官到底离我们有多远?

  迈向生命阶梯的顶层

  当3D打印技术初问世时,人们对它的期许或许只是改变定制企业的生产模式,弥补传统工业生产形式的种种不足。而现在,随着3D打印技术的不断突破,它开始彰显出更高的利用价值——打印器官、拯救生命。

  “生物3D打印代表了3D打印技术的最高水平。”日前,在深圳举办的一场医用新材料与3D打印论坛上,清华大学生物制造中心教授徐弢解释道,生物3D打印就是利用3D增材制造原理,以加工活性材料包括生物材料、生长因子、细胞等为主要内容,以重建人体组织和器官为目标,跨学科和领域的新型再生医学工程技术。

   根据打印材料及其生物学性能的不同,徐弢把生物3D打印分为四个层次:第一层,材料没有生物相容性要求,用于打印体外的个性化模型;第二层,材料需要进入人体,因此有生物相容性要求,但不需要降解,比如陶瓷等植入材料;第三层,材料可以降解,甚至刺激它还能够打开新生组织的生长机制;第四层,材料以活性细胞、蛋白为主,用来打印活体组织器官等。

  这四个层次就如同生命阶梯一样,越靠近顶端越复杂,生物3D打印正循着人体的生命阶梯一步步地向上攀登,直到阶梯的顶层——具备完整功能的人造生命。

  不过,目前生物3D打印技术仍以辅助手术为主,徐弢表示,第一到第三层次的生物3D打印技术相对成熟,有产业化的竞争。第四个层次把细胞介入基本单元,属于前沿科学,是现代意义上的生物3D打印,这也是目前科研重点攻克的方向。

  “虽然目前离器官打印比较遥远,但是人类首先要有想法,好比《终结者》里的片段,液体机器人最终变成一个有生命力的人。”徐弢说,“第四层次一旦研发成功,将具有非常大的价值和意义,将抢占产业制高点。”

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