以3D打印為代表的生物打印技術(shù)

2016年中國將超越美國成為全球最大3D打印機市場

隨著3D打印機的普及，中國在產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用將拓寬到航空、汽車、醫(yī)療等多個領(lǐng)域。有預(yù)測稱，到2016年中國將超越美國成為全球最大的3D打印機市場。

3D打印改變?nèi)祟愥t(yī)療歷史

據(jù)國外媒體報道，美國北卡羅來納州維克森林大學(xué)科學(xué)家已用一臺3D打印機制造出一個腎臟原型?？茖W(xué)家們利用3D打印機完成身體器官的打印，將完全改變?nèi)祟愥t(yī)療的歷史。

3D打印機制造出身體器官

3D打印在醫(yī)學(xué)界的最直接應(yīng)用，便是各式各樣的器官或組織3D模型構(gòu)建。據(jù)國外媒體報道，美國北卡羅來納州維克森林大學(xué)科學(xué)家已用一臺3D打印機制造出一個腎臟原型。他們使用了加入細胞混合物的凝膠一樣的可生物降解腳手架，逐層構(gòu)建腎臟。

目前，維克森林大學(xué)的科學(xué)家們正用3D打印技術(shù)制造出用于培育人體細胞的腳手架，從而制造包括耳朵和鼻子在內(nèi)、看似真實的面部特征。在另外幾個實驗室中，科學(xué)家正為制造人和豬的心臟、肺、肝臟和腎的體內(nèi)腳手架尋找方法，他們的最終目標(biāo)是為患者提供量身定做的器官替代品。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，3D生物打印機需要生物墨水，而最有可能成為墨水的便是人體細胞。首先，研究者將從人們的骨髓或脂肪中提取出干細胞，通過生物化學(xué)手段，使它們分化成不同類型的其他細胞。隨后，這些細胞將被封存成“墨粉”，每一滴“墨粉”里可能包含1萬到3萬個細胞。當(dāng)3D生物打印機開動時，“墨粉”將通過打印頭聚攏在事先設(shè)計的部位上，打印器官的雛形便逐漸顯現(xiàn)。

當(dāng)3D生物打印機工作時，每一滴“墨粉”出現(xiàn)在適當(dāng)?shù)牟课缓?，必須通過特定的生物膠水固定。就像辦公用的彩色打印機一樣，3D生物打印機的“墨盒”里也會豐富多彩。盡管都是人體細胞，有的將特定用來打印肝臟或腎臟細胞，有的則是制造血管——用于連接打印好的肝臟或腎臟組織。

3D生物打印改變?nèi)祟愥t(yī)療史美國Organovo公司網(wǎng)站曾指出，再生醫(yī)療是一個飛速發(fā)展的科技領(lǐng)域，肩負著改寫人類醫(yī)療史的重任。通過3D打印技術(shù)制造器官，不但可解除移植器官資源緊缺的難題，也將對藥物開發(fā)產(chǎn)生深遠影響。

  目前，藥物研究大多需要各種級別的動物實驗和人體試驗。未來通過3D打印的模式器官來檢測藥物試驗效果，不但有利于縮短臨床藥物研發(fā)周期，還將可能避免潛在的人體試驗損害。有專家估測，如果藥物生產(chǎn)商采用3D打印器官進行藥物開發(fā)或試驗，平均每種藥物可節(jié)省上億美元研發(fā)費用。

  當(dāng)然，以3D打印為代表的生物打印技術(shù)，就像20世紀末的克隆技術(shù)一樣，帶來的將是生物倫理挑戰(zhàn)，這也將比眼下的干細胞所引發(fā)的爭議更為復(fù)雜。此外，3D生物打印并非一勞永逸。由于人體組織的復(fù)雜性，器官構(gòu)建絕不是生物打印材料的有序堆積而已。目前，研究者已能打印出結(jié)構(gòu)相對單一的器官，比如氣管、血管。三年前，Organovo公司已成功制造出動脈，并希望在5年內(nèi)實現(xiàn)人體移植。對于牙齒、骨骼和心臟等更為復(fù)雜的器官，需要的研究時間將更長。

  關(guān)于3D打印在醫(yī)療方面的運用，目前在中國也實現(xiàn)了快速發(fā)展。據(jù)悉，北京大學(xué)第三醫(yī)院正研究運用3D打印技術(shù)治病救人。截至目前，已有40多位患者在簽署知情同意書后，植入了3D打印出來的鈦合金“骨骼”。北醫(yī)三院表示第一例植入脊柱鈦合金“骨骼”的患者治療效果很好。而從理論上來說，未來患者需要的假耳、假肢等都可以用3D打印機打印出來。

日本媒體撰文表示，3D打印對于中國企業(yè)在金屬模具的制作技術(shù)上有很大的幫助和提升，這也將促進中企在國際市場上的競爭力變得越來越強并追趕世界先進水平。

中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟預(yù)測指出，到2016年，中國3D打印機市場規(guī)模將擴大到100億元，是2012年的10倍，中國超越美國成為全球最大的市場。（更多3D資訊請繼續(xù)關(guān)注納金網(wǎng)http://www.narkii.com/）