用3D打印技術(shù)打印手槍、假肢、銅獸首……這些已經(jīng)不稀奇啦，我國科學(xué)家已掌握3D打印活細(xì)胞技術(shù)，目前正在嘗試打印活體肝臟等器官組織。有關(guān)方面預(yù)計15到20年后，有望打印出復(fù)雜的人工活體器官，用于人體器官移植。

　　第十四屆全國生物材料大會“生物材料及3D打印快速成型技術(shù)研究”分論壇9月29日在西安舉行，其中新興的細(xì)胞3D打印技術(shù)引起了參會專家的好奇，對此記者采訪了專門研究這一技術(shù)的清華大學(xué)機(jī)械工程系、生物制造工程研究所林峰教授和杭州電子科技大學(xué)生物制藥研究所教授徐銘恩。

　　疑 問1

　　活細(xì)胞怎么打?。?/p>

　　與普通3D打印原理相同，不過原料是細(xì)胞

　　3D打?。慈S打?。┘词孪仍O(shè)計好三維模型，以粉末為原料，通過逐層堆積粉末來構(gòu)造物體。

　　“比如打印一個瓶子，在電腦中已經(jīng)設(shè)計好它的立體模型，打印時就像把它拆成了一系列的二維面，一點點打印，再把它疊加凝固起來。”清華大學(xué)機(jī)械工程系、生物制造工程研究所林峰教授解釋說，這種技術(shù)可以實現(xiàn)個性化的定制，還能快速成型。

　　那么活細(xì)胞又是怎么打印出的？其實原理與普通3D打印相同，“只不過細(xì)胞3D打印用的材料是細(xì)胞。”林峰說。

　　林峰說，打印活細(xì)胞得先提取出活性細(xì)胞，將它培育在水凝膠等細(xì)胞生存所依賴的外基質(zhì)材料里，然后用專門的打印機(jī)和特殊針頭打，既可以打印包裹著外基質(zhì)材料的單細(xì)胞，也可以打印多個細(xì)胞組成的細(xì)胞體結(jié)構(gòu)。

　　“細(xì)胞就像一個連湯帶水的小湯圓，我們的打印機(jī)需要非常精確地把每個‘小湯圓’擠出來，然后疊加到一起，使它們組團(tuán)形成一個細(xì)胞體。”林峰比喻說。

　　疑 問2

　　如何保證細(xì)胞存活？

　　要嚴(yán)格控制打印細(xì)胞時的壓力和溫度

　　活性細(xì)胞材料從哪里來？“一般從生物體，比如人體上提取。細(xì)胞小到以微米計，而且需要活的。”

　　打印能看出來嗎？“專用的細(xì)胞打印針頭小到只有20微米，可直接用于細(xì)胞打印，而且是在無菌條件下打印。”

　　活細(xì)胞從打印機(jī)針頭里出來不會死亡嗎？“這需要非常高超的控制技術(shù)，我們既要控制細(xì)胞的濃度、打印細(xì)胞時的壓力，還要控制打印中的溫度。”林峰回答說。

　　打印的活細(xì)胞壽命咋樣？林峰說，每個細(xì)胞及環(huán)境不同，其存活時間也不一樣，近期有研究表明，3D打印的細(xì)胞有著高達(dá)90%的存活率，目前打印出來的活細(xì)胞存活至少在2周以上。

　　疑 問3

　　器官有生理功能嗎？

　　可實現(xiàn)基本功能，個性化定制解決排異問題

　　“打印活細(xì)胞有一系列重要用途。”林峰說，首先能用于生理學(xué)例如癌癥的研究，比如原來一般提取到體外的癌細(xì)胞是標(biāo)本式的，在體內(nèi)又只能以細(xì)胞體結(jié)構(gòu)來觀察。現(xiàn)在醫(yī)學(xué)專家已經(jīng)嘗試在癌細(xì)胞周圍打印堆積正常的細(xì)胞，從體外觀察它們之間的反應(yīng)。

　　最重要的用途也是打印活細(xì)胞的長遠(yuǎn)目標(biāo)，即打印人體組織器官。近期，杭州電子科技大學(xué)等高校的科學(xué)家自主研發(fā)出一臺生物材料3D打印機(jī)，使用生物醫(yī)用高分子材料、無機(jī)材料、水凝膠材料或活細(xì)胞，目前已成功打印出較小比例的人類耳朵軟骨組織、肝臟單元等。

　　該學(xué)術(shù)團(tuán)隊負(fù)責(zé)人杭州電子科技大學(xué)生物制藥研究所教授徐銘恩在論壇上表示，我國每年每150萬需要移植器官的患者中只有1個人能獲更換，器官與身體排異是一個重要原因。未來細(xì)胞3D打印可為患者進(jìn)行個性化定制，為器官損壞者打印人工組織器官。

　　“目前我們嘗試打印了人工肝臟，基本實現(xiàn)了肝臟七成的功能。”徐銘恩說，至于要打印腎臟等極為復(fù)雜的人體器官，并應(yīng)用在臨床中，至少還要15到20年時間的努力。

　　未來能否用3D打印人體？科學(xué)家表示，由于人體是極為復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而且不斷在變化中，這一目標(biāo)很難實現(xiàn)，也缺少科學(xué)價值。