New 3D Printing Organs Technology

來源：南极熊3D打印网

近年來，生物治療日益受到全球學者關注，尤其是幹細胞技術在生物治療領域，有很大的突破。幹細胞不管是在免疫治療方面，還是臨床治療方面，都帶來了可喜的成績，而 3D 技術的成熟，拉開了幹細胞 2D 向 3D 升級的帷幕，有望帶動生物創新大革命，帶給人類醫療技術的全新升級。

那麼，3D 技術會為未來生物治療發展，帶來怎樣的影響呢？就這些問題，虛擬現實 3D 技術資深專家任昊博士接受了採訪。

3D 技術推動幹細胞技術升級

比如如何誘導幹細胞像醫生們期望的那樣，生長成不同的組織，如何讓這些列印出的器官，和人體原有器官無縫銜接，不排斥，功能良好；如何解決列印器官的「保質」問題 …… 總之，這已不僅僅是 3D列印方面的專家，能獨立操作解決的問題，需要和醫學專家、生物學專家、電腦專家，甚至設計和數學方面的專家，一起合作才有可能實現突破性進展。

但是，一旦此項技術落成，將給生物學界帶來難以想象的影響。器官列印一旦成熟，或許會徹底改變人類生活。比如人體器官衰竭無須配型找供體，而是直接應用 3D 幹細胞技術，列印人體肝臟植入患者體內。

任博解釋說，3D 列印器官具體可以用可降解材料，先列印出肝臟支架，在支架上附著幹細胞，幹細胞沿著器官模型迅速生長，有的生長成肌肉，有的生長成表面的組織，最後還要實現血管和神經等系統的再造，最後支架降解，列印出來的肝臟就能發揮肝臟應有的作用。

不僅如此， 3D 列印組織模型有助於醫生「精準手術」。運用 3D 技術以 1：1 的比例列印患者病變器官模型，能讓醫生在術前熟悉患者器官的具體情況。

以往對手術技術細節，醫生只能夠根據經驗判斷，而現在醫生們有了新的選擇，能用生物 3D 列印技術製作器官模型，在模型上先進行了一次「模擬手術」。因而能針對性地研究出手術方案，大大提高手術成功率。

列印器官上市未來可期

任博介紹，3D 生物列印的應用主要有三個階段：體外手術模型、列印可用於植入人體的類器官和組織，以及利用細胞列印出活性器官和組織。

上面我們說的器官模型是第一類。目前，該技術還運用於神經外科，及脊柱外科的個性化手術模型、義肢等，在複雜病例的手術中，有利於術前規劃、輔助病人瞭解病情，以及醫療訓練，極大造福了病人。

3D 生物列印技術應用的第二個階段，是列印體內植入物。「現有的軟組織修復材料，如動物組織、膠原等，會帶來動物疾病傳播、免疫排異、力學性能弱等問題，而傳統的合成材料，也具有不降解、力學順應性差、組織再生性差等局限。而 3D 列印在個性化，以及微觀仿生方面具有突出的優勢。」他說。

少需要克服三個挑戰。首先，需要解決列印過程中脆弱的細胞能否存活、能否發育、會否變異甚至腫瘤化的問題；

其次，3D 生物列印機必須滿足生物仿生，對製造精度及準確性的極高要求；第三，組織及器官是由多材料，及多細胞組成的非均質體系，對製造學要求也極高。

在國外，3D 生物列印研究重鎮美國韋克福雷斯特大學團隊，曾在 2006 年成功利用細胞擴增技術，在體外培植膀胱。去年 2 月，該大學的研究團隊利用新開發的 3D 生物列印系統列，印出人造耳朵、骨頭和肌肉組織，移植到動物身上後都能保持活性。

雖然如此，專家們也提醒，實驗室成功不等於產業化成功。對醫療產品來說，在應用於人體之前必須符合國家法規，且在安全性、有效性方面符合臨床要求，這需要大量的實驗驗證。