厉害了3D打印技术！可定制关节、骨头，还能创造膀胱、血管

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新华网杭州5月27日电(记者余晶晶)在整个3d打印行业中，生物3D打印技术一直处于金字塔的顶端。生物3D打印技术如何改善人类健康？医生和工程师应该如何合作？在5月下旬于杭州举行的第二届雷根诺沃生物3D打印学术峰会论坛上，许多科学家对此进行了讨论。

临床应用侧重于骨科和创伤修复

据科学家介绍，目前生物3D打印技术的临床应用主要集中在骨科和创伤修复方面。

中国工程院院士戴茂荣表示，3D打印技术可以定制四肢的所有关节和骨骼。他的团队已经为数百名患者生产了个性化的骨和关节修复假体。在3D打印模型上模拟假体的安装，并不断修改，直至满足患者的需求，大大提高了疗效和安全性。

“有了新一代生物3 D打印机，我们现在可以在体外直接构建含有汗腺的组织工程皮肤。”中国工程院院士傅说。他领导的团队对一名严重烧伤患者进行了约10年的随访，证明再生汗腺仍具有正常的出汗功能，且无不良反应。

在基础研究阶段，科学家已经通过生物3D打印技术成功地创建了功能性膀胱和血管，这需要临床研究。

大连医科大学第一附属医院副院长刘晶说，一些科学家探索了打印膝关节半月板。他们使用可降解的塑料支架和蛋白质生长系统在不同阶段释放不同的生长因子，从而“吸引”人类干细胞并诱导它们形成半月板组织。"这些基础研究结果迫切需要通过临床试验来验证."刘晶说。

迫切需要研究和开发新材料和设备

据报道，目前，生物3D打印的人体结构或组织具有外观特征或某些力学性质，但尚未完成新陈代谢、解毒、制尿等器官功能。科学家认为，在未来，随着生物材料和生物3D打印设备的发展，功能性组织和器官的3D打印将得到发展。

戴茂荣说，三维技术的关键之一在于生物材料。因为人体组织不同，当细胞赖以生存和附着的各种材料都可以印刷出来时，不同的需求就可以得到满足。

刘晶说，成功的生物3D打印需要保证细胞的活性，保持与原始组织相同的形状，并实现其组织功能的特性。

"目前，生物三维打印材料正从生物相容性材料、生物相容性材料和可降解生物相容性材料向打印专用生物材料发展."杭州电子大学教授许明根说。

清华大学教授魏岩带领的团队设计了一种智能响应高分子材料，该材料具有热、电、光、酸碱度、金属离子和氧化还原剂六种响应模式，具有自修复、智能响应和形状记忆等多种功能，被誉为“多功能材料之王”。

台湾大学教授许善辉说，血管网的形成是印刷器官的一个非常重要的瓶颈，尤其是像肾和肝这样的大组织。她认为，对于生物3D打印墨水的研发来说，天然聚合物具有良好的生物相容性，而合成聚合物具有易于成型的优点，因此应该将它们结合起来。

另一方面，在生物3D打印设备方面，许明根认为将从非专用设备和专用设备发展到高通量和集成化的专用设备。

"细胞三维打印的最高精度是实现单细胞打印."许明根说，他的团队使用光镊技术来捕获细胞并将其运送到相应的位置，但是光束对细胞造成了很大的伤害，所以他们将来会尝试使用声镊技术。

许明根表示，印刷设备的印刷精度越高，意味着制造速度越慢。他提出了高通量集成生物3D打印的概念，并与团队一起朝着这个方向发展。该印刷喷头可兼容多种印刷原理，并配合多种渠道实现大批量印刷医疗产品。

医生和工人的结合是发展的唯一途径

与会科学家一致认为，生物3D打印涉及生命科学、医学、材料等学科，需要有系统的技术基础，需要医生和工人之间的合作，以及跨学科来促进这一新技术的发展。

"生物打印与组织工程技术相结合是生物三维打印技术的未来方向."戴茂荣表示，医生和工程师的合作是医学发展的必由之路，这有赖于生物材料、干细胞、组织培养等学科的合作和突破。

徐明根认为，目前生物三维打印需要解决临床转型中的四个关键问题:批量打印质量稳定的医疗产品困难；缺少与印刷技术精确匹配的生物墨水；印刷模型对组织功能的仿生重建效果差；印刷产品缺乏医学评估和控制标准。

刘晶建议，要推动3D生物打印产品进入临床研究，就要有综合医疗、教学、科研能力强的三级甲等医院，并依法取得相关机构资质，与企业或机构搭建联合研发平台，建立双方联合实验室，设立临床研究横向研究项目。

来源：搜狐微门户