解密3D生物打印

       3D打印在市场上如火如荼的上演之时，一群“科学怪人”正执着于制造人体器官。

       西部科技重镇成都10月25日举行了一场特别发布会，叫作“国家高技术研究发展计划(863计划)”3D生物打印血管项目获得重要突破”，12月4日，就有消息称“四川省一家公司发出生物血管3D打印机，2分钟可打印出10公分的血管，标榜全球首创，相关技术已在四川大学华西医院部分应用。“

       两名“千人计划”国家特聘专家，加上成都最大的地产商人，是这个项目的幕后推手。具有生物活性的血管3D打印只是起步，距离真正的人体器官3D打印尚需时日。科学家们试图证明，如果按照他们说的方法行进，终有一天，人们可以为自己量身定制一只备用心脏。

       如何实现3D生物打印？

       简单来说，3D生物打印技术是把细胞培养液当作“墨汁”，通过特制的3D打印机打印出人体器官、组织，比如内脏、四肢。这是不是不着边际的不靠谱行为？这背后的科学家团队阵容倒是十分强大：首席科学家、蓝光英诺3D生物打印产业技术研究院院长康裕建教授，他参与了全球第一例换心手术，制造并为试验猪安装了全球第一只3D打印猪心脏。负责蓝光英诺3D生物打印机制造的周惠兴教授，是中国农业大学3D打印工程技术研究中心主任。康裕建、周惠兴均是“千人计划”国家特聘专家;“3D生物打印血管项目”进入了国家863计划。

       康裕建解释，细管中空，是因为里面灌装了培养液，保证细胞在成为血管组织过程中保持生物活性。也就是说，打印机里是正在生长发育的活细胞。细胞液也很有讲究。在一次转基因老鼠试验中，康裕建受到启发：当胚胎的器官产生以前，母体子宫中某一微环境限定了胚胎某组干细胞和另一组干细胞向不同方向的分化。也就是说，如果发现了影响某种器官表达的微环境，就有可能通过引导干细胞分化，形成想要的器官。而研究导致某种器官表达的干细胞微环境构成，可能穷尽一名顶尖科学家一生精力。“在过去15年中，我只做了一件事——专注于再生医学和干细胞研究。”康裕建总结说。而其15年沉淀，成就了“生物砖”技术。康裕建不仅要研究干细胞向血管转化的微环境，还需要提供一种结构，使得处于该微环境的干细胞可以打印成为器官、组织，具备正常人体器官、组织功能。“生物砖”是“Biosynsphere”的中文意译，实际上是一种具有生物活性的合成球体。康裕建表示，它拥有一个生物可降解、有力学强度和抗机械损伤能力的外壳，外壳里是细胞生长因子和营养成分，以及干细胞。和普通砖石是建筑物基础同理，康裕建团队构建的技术体系中，“生物砖”正是用来建造组织、器官“大厦”的砖石。

　     技术突破点：

        3D打印血管，乃至于3D血管打印机(3D血管旋生仪)，实际上都不是此次科学突破的重点。相对于单个仍有待临床试验验证产品发布，康裕建团队通过发布3D打印血管、打印机，实际是建立了一套3D生物打印平台体系和技术路线，这包括医疗影像云平台、生物墨汁、3D生物打印机、打印后处理系统四大核心部分。

　     如果继续沿着上述路线研发，3D生物打印将可能在包括“生物砖”系统基础上，从血管打印延伸至肝脏、脾胃打印。“‘生物砖’是我们提供的开发平台，我们需要很多应用开发者。”康裕建说。包含不同微环境的“生物砖”，在蓝光英诺制备的“血管‘生物砖’”以外，还可能形成“心脏‘生物砖’”、“肝脏‘生物砖’”……继而通过对应3D打印模块，打印出生物心脏、生物肝脏，真正实现人体器官定制。

　   “我们的团队在做血管，两年内可以把血管放到人的身体内，但这并不等于说我们血管的任务就完成了，因为每一寸血管都不一样，对我们来说血管研究就是无休止的工作。”康裕建说。

　     事实上，现在3D生物打印距离临床试验确有一段距离。不过康裕建对3D生物打印出器官非常自信，“我可以负责任地告诉你，我们可以打印血管，我们就认为用生物砖打任何器官这条路都可以走得通。”