3D生物的打印：医学界的“造物主”

“金刚狼”是美国电影《X战警》中塑造的科幻角色，他全身钢铁的骨骼和快速再生的能力给大家留下了深刻的印象。如果有一天，人类也可以重生自身缺失或病变的组织器官，仿佛拥有了“上帝之手”，那么病痛和死亡带给人的恐惧将会烟消云散。2012年11月，苏格兰科学家利用人体细胞首次打印出人造肝脏组织，令这些曾经看似美好而疯狂的幻想变为现实。

　　目前，随着3D生物打印技术的深入发展，科学家已经能够制造出关节、肝脏、肾脏、耳朵、膀胱等多种器官组织，堪称是医学界的“造物主”。那么，究竟什么是3D生物打印呢？

　　3D生物打印技术是以三维设计模型为基础，通过软件分层离散和数控成型的方法，以打印的形式成型细胞等生物材料。简而言之，就是将患者病变部位进行扫描成像后转换为3D模板，利用特殊的生物材料——生物“墨汁”打印出活体细胞，在体外培养出仿生器官或活体组织后再植入体内。

　　可以说，3D生物打印技术的出现大大拓宽了医学领域的未来，为医学治疗的精细化、个性化、微创化提供优秀且便捷的解决方案。它的优势主要体现在以下几个方面：

　　第一，量身定制，完美契合。在骨科等外科手术中，经常要植入假体进行恢复治疗。但假体常与手术部位的形态拟合较差，需要反复尝试，从而加重了局部创伤，延长手术时间。而3D生物打印技术可以“量体裁衣”，在手术前制造出匹配患者的植入体，提高治疗的安全率和成功率。这种优势还可应用在体外医学模型的制造方面。来自美国的科学家和医生们便打印出耳鼻、膀胱等器官，用于人类器官的完美替代。

　　第二，提供可移植器官。据统计，我国每年150万器官衰竭的患者中仅有1万余人能够得到器官移植，更多的人则是在等待中离世。2003年，美国科学家提出用3D生物打印技术获取移植器官，成为人们关注的焦点。2012年2月，医生们在美国俄亥俄州的男孩Kaiba Gionfriddo的喉咙里植入了3D打印的人工气管，成功治愈了他的先天气管缺陷，成为国际上首个成功移植3D打印器官的病例。目前，3D打印可以提供人造内耳、皮肤等多种结构相对简单的器官用于移植，而那些结构复杂的、血管化的组织则还需要临床上进一步研究和验证。

　　第三，个性化的药物制造。利用3D打印技术制造的活性组织不仅可以用于移植，还能够逼真的表现人体对药物的反应，为整个制药行业带去福音。英国牛津大学的科学家们发表的一篇论文表示，他们利用3D打印技术制造出了具有人体细胞功能的“液滴”，可以通过它们为人体投递新药。

　　虽然3D生物打印技术在全球医学范围内均得到广泛认可，但是仍然存在不少发展瓶颈。首先，打印所需的原材料有限，生物“墨汁”研发难度较高，这是因为医学上对材料的理化特性、组织相容性要求十分严格。其次，生物信息数据的采集和处理仍不到位，无法对复杂器官组织的信息进行全面分析、准确转化。最后，如何在打印后使器官完全行使功能并长久工作下去，这一问题也亟待解决。

　　有业内人士推测，3D生物打印技术在医学上广泛应用至少还需要5-10年的时间，未来仍有很长的路要走。不过，它已经为广大患者带来了无尽的希望，也必将成为未来医学的关键技术之一。