以3D打印為代表的生物打印技術(shù)

2016年中國(guó)將超越美國(guó)成為全球最大3D打印機(jī)市場(chǎng)

隨著3D打印機(jī)的普及，中國(guó)在產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用將拓寬到航空、汽車、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域。有預(yù)測(cè)稱，到2016年中國(guó)將超越美國(guó)成為全球最大的3D打印機(jī)市場(chǎng)。

3D打印改變?nèi)祟愥t(yī)療歷史

據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，美國(guó)北卡羅來納州維克森林大學(xué)科學(xué)家已用一臺(tái)3D打印機(jī)制造出一個(gè)腎臟原型�？茖W(xué)家們利用3D打印機(jī)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(jī)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(guó)外媒體報(bào)道，美國(guó)北卡羅來納州維克森林大學(xué)科學(xué)家已用一臺(tái)3D打印機(jī)制造出一個(gè)腎臟原型。他們使用了加入細(xì)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(xì)胞的腳手架，從而制造包括耳朵和鼻子在內(nèi)、看似真實(shí)的面部特征。在另外幾個(gè)實(shí)驗(yàn)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(jī)需要生物墨水，而最有可能成為墨水的便是人體細(xì)胞。首先，研究者將從人們的骨髓或脂肪中提取出干細(xì)胞，通過生物化學(xué)手段，使它們分化成不同類型的其他細(xì)胞。隨后，這些細(xì)胞將被封存成“墨粉”，每一滴“墨粉”里可能包含1萬到3萬個(gè)細(xì)胞。當(dāng)3D生物打印機(jī)開動(dòng)時(shí)，“墨粉”將通過打印頭聚攏在事先設(shè)計(jì)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(jī)工作時(shí)，每一滴“墨粉”出現(xiàn)在適當(dāng)?shù)牟课缓螅�必須通過特定的生物膠水固定。就像辦公用的彩色打印機(jī)一樣，3D生物打印機(jī)的“墨盒”里也會(huì)豐富多彩。盡管都是人體細(xì)胞，有的將特定用來打印肝臟或腎臟細(xì)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(guó)Organovo公司網(wǎng)站曾指出，再生醫(yī)療是一個(gè)飛速發(fā)展的科技領(lǐng)域，肩負(fù)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(duì)藥物開發(fā)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

  目前，藥物研究大多需要各種級(jí)別的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和人體試驗(yàn)。未來通過3D打印的模式器官來檢測(cè)藥物試驗(yàn)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(yàn)損害。有專家估測(cè)，如果藥物生產(chǎn)商采用3D打印器官進(jìn)行藥物開發(fā)或試驗(yàn)，平均每種藥物可節(jié)省上億美元研發(fā)費(fèi)用。

  當(dāng)然，以3D打印為代表的生物打印技術(shù)，就像20世紀(jì)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(xì)胞所引發(fā)的爭(zhēng)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(duì)單一的器官，比如氣管、血管。三年前，Organovo公司已成功制造出動(dòng)脈，并希望在5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)人體移植。對(duì)于牙齒、骨骼和心臟等更為復(fù)雜的器官，需要的研究時(shí)間將更長(zhǎng)。

  關(guān)于3D打印在醫(yī)療方面的運(yùn)用，目前在中國(guó)也實(shí)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(yùn)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(jī)打印出來。

日本媒體撰文表示，3D打印對(duì)于中國(guó)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(jìn)中企在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力變得越來越強(qiáng)并追趕世界先進(jìn)水平。

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