3D打印的医学憧憬：自造人体器官
2017-01-19 00:00:00   来源：中国生物医药网   评论：0 点击：

有关统计数据显示，我国每年150万器官衰竭患者中，仅有一万余人能得到器官移植，更多的人只能在等待配体的过程中病情恶化甚至离世。如果3D打印能够解决这项难题，无疑将成为最受市场关注的焦点。然而，生物信息处理、高精度打印机等是目前3D生物打印面临的最大瓶颈，解决这一系列难题，尚需时日。 　　随着近年来全球不断掀起的 3D打印热 ，先行者们的好奇心已不满足于打印一些玩具摆件、塑料杯子等常规物品，他们将目光投向了想象空间更为广阔的生物医学领域。 　　尽管3D打印在生物医学市场前景广阔，但生物数据处理、合适的生物材料、打印设备研发以及打印后的活体组织存活等四大技术性问题，是当前科研工作者面临的 最难啃的骨头 。 　　北京工业大学激光工程研究院教授陈继民向《每日经济新闻》记者表示，3D打印在生物医学的应用是一个由远到近的过程， 乐观估计还需5～10年才能获得突破。 　　开启 私人订制 健康时代 　　中国工程院院士戴尅戎介绍了这样一个案例：医生通过提取一位患脂肪瘤女孩腿部的CT参数，将数据输入3D打印机，并打印出女孩腿部的3D下肢骨骼的3D模型，最终帮助女孩双脚直立。 　　从这项案例能一探3D打印在生物医学领域应用的端倪，那么3D生物医学打印的全貌是什么？ 　　杭州电子科技大学教授徐铭恩对此解释到，3D生物打印是以三维设计模型为基础，通过软件分离分层离散和数控成型的方法，用3D打印的方法成型生物材料，特别是细胞等材料。此项技术可用来制造人工的组织，人工的器官、各种假肢、手术导板等一系列材料。 　　简言之，3D打印在临床医学的应用，一方面是通过患者病变部位扫描成像，利用3D打印机将二维图像打印成3D模型，让病人和医生更为直观地观察与沟通，并根据模型反应的实际情况量身定做手术方案，保证手术精度；另一方面，通过3D模型，用特殊的生物 墨汁 打印活体细胞，在体外培育仿生器官及活体组织，再植入人体内。 　　戴尅戎告诉《每日经济新闻》记者， 由于一般常规的假体都是标准型号，3D打印不仅能制定出最适合病人的手术方案，也能为病人安装上最合适的假体。 　　在个性化消费的浪潮中，个体化健康方案无疑是一个大趋势。美国毒理研究院院士、蓝光3D生物打印研究院院长康裕建认为，临床医学引入3D打印技术，开启了 精准医学 、 订制健康 的时代。 　　尽管3D打印在生物医学的应用属于起步阶段，但短短数年发展至今已有不少令人叹为观止的成果。除了义肢、假牙、骨骼支架等没有生命特征的产品，科学家们已开始着手研究具有活性的人体细胞组织和器官，抑或在将来大面积填补器官移植的缺口。 　　陈继民表示，3D打印在医学领域的应用，是一个由远到近的过程， 离人体越远的，如义肢、骨骼关节，已经比较普及了。反之，离人体越近的应用，如组织修复和体内器官移植，乐观估计还需5～10年才能获得突破。 　　尚存多项难题待解 　　3D生物医学打印，吸引的不只是科学家及狂热者，更博得了各路资本的青睐。据了解，国内一些公司如先临三维、蓝光发展和光韵达等，均先后开始涉足3D生物医学打印这一蓝海。市场研究机构LuxResearch预测，3D打印技术在医疗市场将于2025年达到19亿美元的规模。 　　不过，业内人士认为，3D生物领域真正发展成为产业化还为时尚早。 　　康裕建认为，生物信息处理、生物墨汁研发、高精度打印机以及打印后处理是目前3D生物打印面临的最大瓶颈。 　　在康裕建看来，在打印一个生物假体之前，要了解它的全部信息，并根据掌握的信息进行二维到三维的转化。一些复杂的器官，如心脏、肝脏等，由于血管、细胞等组织分布密集，在没有完全获得此类脏器的信息打印出来的仿生品，发挥不出功效。 　　同时，打印所需的材料 生物墨水 的研发难度仍较高。主要表现在细胞间如何作用，怎么排列，如何控制其所处的微环境。 　　除了上述提到的技术性难题，3D生物打印还面临政策空挡和伦理问题。