新華網(wǎng)杭州5月27日電(記者呂晶)在整個(gè)3D打印行業(yè)，生物特征3D打印技術(shù)正處于金字塔的尖端。

生物３Ｄ打印技術(shù)如何改善人類健康？醫(yī)生與工程師該如何合作？５月下旬在杭州舉行的第二屆Ｒｅｇｅｎｏｖｏ生物３Ｄ打印學(xué)術(shù)高峰論壇上，多位科學(xué)家進(jìn)行了探討。

臨床應(yīng)用集中于骨科與創(chuàng)傷修復(fù)

據(jù)科學(xué)家們介紹，目前生物３Ｄ打印技術(shù)在臨床上的應(yīng)用，主要集中在骨科與創(chuàng)傷修復(fù)等領(lǐng)域。

中國工程院院士戴尅戎說，３Ｄ打印技術(shù)可對(duì)四肢所有關(guān)節(jié)、骨頭進(jìn)行定制。他所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)已為數(shù)百位病人制作出個(gè)體化的骨關(guān)節(jié)修復(fù)假體。在３Ｄ打印的模型上進(jìn)行假體的模擬安裝，不斷修改，直到符合病人的需要，大大提高療效與安全性。

“利用新一代的生物３Ｄ打印機(jī)，我們現(xiàn)在能直接在體外構(gòu)建含有汗腺的組織工程皮膚?！敝袊こ淘涸菏扛缎”f。他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)對(duì)一位嚴(yán)重?zé)齻幕颊哌M(jìn)行了約１０年的隨訪，證明再生汗腺仍然具有正常的發(fā)汗功能，沒有不良反應(yīng)。

而在基礎(chǔ)研究階段，科學(xué)家們通過生物３Ｄ打印技術(shù)已經(jīng)成功創(chuàng)造出功能性膀胱、血管等，有待臨床研究。

大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院副院長(zhǎng)劉晶介紹說，有科學(xué)家探索打印膝蓋半月板，他們利用可降解塑料支架，以及蛋白質(zhì)生長(zhǎng)系統(tǒng)，讓支架在不同階段釋放不同點(diǎn)生長(zhǎng)因子，以“吸引”人體自身的干細(xì)胞，誘導(dǎo)其行成半月板組織?！斑@些基礎(chǔ)研究成果迫切需要臨床試驗(yàn)的驗(yàn)證?！眲⒕дf。

亟待新材料與新設(shè)備的研發(fā)

據(jù)介紹，目前生物３Ｄ打印出來的人體結(jié)構(gòu)或組織，雖然具備外形或擁有部分力學(xué)性能的特點(diǎn)，但尚未具備完整的新陳代謝、解毒、造尿等器官功能。科學(xué)家們認(rèn)為，在未來，隨著生物材料的研發(fā)，加上生物３Ｄ打印裝備的開發(fā)，會(huì)使３Ｄ打印具有功能的組織器官得到發(fā)展。

戴尅戎說，３Ｄ技術(shù)的關(guān)鍵之一在于生物材料，因?yàn)槿说慕M織不同，當(dāng)各種細(xì)胞賴以生存附著的材料都能被打印時(shí)，才能滿足不同需求，

劉晶說，成功的生物３Ｄ打印，需要保證細(xì)胞的活性、細(xì)胞能和原有的組織保持同樣的形態(tài)，并實(shí)現(xiàn)它組織功能的特征。

“目前，生物３Ｄ打印材料，正從無生物相容性材料、生物相容性材料，可降解生物相容性材料向打印專用生物材料方向發(fā)展?！焙贾蓦娮涌萍即髮W(xué)教授徐銘恩說。

清華大學(xué)教授危巖帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出了一種智能響應(yīng)性高分子材料，有著熱、電、光、ｐＨ、金屬離子與氧化還原劑等六種響應(yīng)模式，兼具自修復(fù)、智能響應(yīng)、形狀記憶等多種功能，被稱為“多功能材料之王”。

臺(tái)灣大學(xué)教授徐善慧說，要打印器官，尤其是腎臟、肝臟這種大型組織，血管網(wǎng)絡(luò)的形成是非常重要的一個(gè)瓶頸。她認(rèn)為，面向生物３Ｄ打印墨水的研發(fā)，天然高分子生物相容性好，合成高分子有易于成型的優(yōu)點(diǎn)，需將兩者優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來。

另一方面，關(guān)于生物３Ｄ打印設(shè)備，徐銘恩認(rèn)為，將從非專用設(shè)備、專用設(shè)備向高通量、集成化專用裝備方向發(fā)展。

“細(xì)胞３Ｄ打印的最求的最高精度，是實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞的打印。”徐銘恩說，他們團(tuán)隊(duì)曾用光鑷的技術(shù)捕捉細(xì)胞，將其運(yùn)送到相應(yīng)的位置上去，但光束對(duì)細(xì)胞的損傷較大，未來會(huì)嘗試使用聲波鑷技術(shù)。

徐銘恩說，目前打印裝備的打印精度越高也意味著制造速度較慢，他提出高通量集成化生物３Ｄ打印的概念，目前正與團(tuán)隊(duì)一起向這個(gè)方向發(fā)展，打印噴頭可以兼容多種打印原理并多通道協(xié)同，實(shí)現(xiàn)大批量打印醫(yī)療制品。

醫(yī)工結(jié)合是發(fā)展必經(jīng)之路

與會(huì)的科學(xué)家們都認(rèn)為，生物３Ｄ打印涉及生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、材料等學(xué)科、需要具備系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)，需要醫(yī)工合作、多學(xué)科交叉，一起推動(dòng)這一新技術(shù)的發(fā)展。

“結(jié)合了組織工程技術(shù)的生物打印是生物３Ｄ打印技術(shù)的未來方向?！贝鲗∪终f，醫(yī)生與工程師的合作，是醫(yī)學(xué)發(fā)展必經(jīng)之路，這有賴于生物材料、干細(xì)胞、組織培養(yǎng)等多學(xué)科的合作與突破。

徐銘恩認(rèn)為，目前生物３Ｄ打印在臨床轉(zhuǎn)化中，需要解決四個(gè)關(guān)鍵問題：難以批量打印品質(zhì)穩(wěn)定的醫(yī)療制品；缺少與打印技術(shù)精準(zhǔn)匹配的生物墨水；打印模型對(duì)組織功能仿生重建效果差；打印組織成制品缺乏醫(yī)療評(píng)價(jià)與控制標(biāo)準(zhǔn)。

劉晶建議，要推動(dòng)３Ｄ生物打印產(chǎn)品進(jìn)入臨床研究，需要具有較強(qiáng)的醫(yī)療、教學(xué)和科研綜合能力，并依法獲得相關(guān)機(jī)構(gòu)資格的三級(jí)甲等醫(yī)院，與企業(yè)或院所共建醫(yī)研企新型協(xié)作聯(lián)盟聯(lián)合研發(fā)平臺(tái)，雙方建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，設(shè)立臨床研究橫向攻關(guān)課題。