3D生物打印機(jī)是指國外媒體2010年6月6日報(bào)道的、由美國Organovo公司研制的、“按需打印”患者所需的人體活器官的機(jī)器。這種機(jī)器首先“打印”器官或動(dòng)脈的3D模型,接著將一層細(xì)胞置于另一層細(xì)胞之上。打印完一圈“生物墨”細(xì)胞以后,接著打印一張“生物紙”凝膠。不斷重復(fù)這一過程,直至打印完成新器官。隨后,自然生成的細(xì)胞開始重新組織、熔合,形成新的血管。每個(gè)血管大約需要一小時(shí)形成,而熔合在一起需要數(shù)天時(shí)間。
醫(yī)療永遠(yuǎn)都是緊系民生的話題,而看病、治病對于一般人而言是十分麻煩和困擾的,其中,費(fèi)用和醫(yī)療水平是最大的兩方面問題。眾所周知,器官移植可以拯救很多人體器官功能衰竭或損壞的患者生命,但這項(xiàng)技術(shù)也存在器官來源不足、排異反應(yīng)難以避免等弊端。然而,隨著未來“生物打印機(jī)”問世,這些問題將迎刃而解。
3D打印是近兩年最為熱門的高新技術(shù),在多個(gè)領(lǐng)域中,我們也不難發(fā)現(xiàn),醫(yī)療行業(yè)總能為高新技術(shù)開創(chuàng)拓展的空間,于是,3D與生物科技巧妙地結(jié)合了。事實(shí)上,在中國,杭州電子科技大學(xué)的生物材料3D打印機(jī)研發(fā)團(tuán)隊(duì)從2005年就已經(jīng)開始研發(fā)與試驗(yàn)3D生物打印機(jī)。2013年8月7日來自杭州電子科技大學(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)。科學(xué)家們使用生物醫(yī)用高分子材料、無機(jī)材料、水凝膠材料或活細(xì)胞,已在這臺打印機(jī)上成功打印出較小比例的人類耳朵軟骨組織、肝臟單元等。
該研發(fā)團(tuán)隊(duì)的生物材料3D打印機(jī)具有打印生物材料種類多、對細(xì)胞損傷率低、打印精度較高和操作方便等特點(diǎn)。同國際同類打印機(jī)相比,這臺名為“Regenovo”的3D打印機(jī)不僅實(shí)現(xiàn)了無菌條件下的生物材料和細(xì)胞3D打印,而且新型的溫控單元和打印噴頭設(shè)計(jì),能夠支持從-5℃~260℃熔融的多種生物材料打印。“Regenovo”支持活細(xì)胞打印,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)胞還存在降解和瘋漲的問題,存活時(shí)間最長為4個(gè)月。
如今,美國與德國在3D生物打印技術(shù)方面處于世界前列,而針對于細(xì)胞打印領(lǐng)域,中國已處在世界的先進(jìn)水平。在醫(yī)療定制化需求越來越多的今天,3D生物打印技術(shù)必將大有可為。未來,要打印出有功能的、可植入人體的器官還需要15~20年的時(shí)間,更需要眾多領(lǐng)域?qū)<业耐ε浜稀N覀兿嘈牛?D生物打印的產(chǎn)業(yè)鏈中會成就起很多全球的頂級公司,也將帶動(dòng)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)向更多應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展。