3D生物打印機是指國外媒體2010年6月6日報道的、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器。這種機器首先“打印”器官或動脈的3D模型,接著將一層細胞置于另一層細胞之上。打印完一圈“生物墨”細胞以后,接著打印一張“生物紙”凝膠。不斷重復這一過程,直至打印完成新器官。隨后,自然生成的細胞開始重新組織、熔合,形成新的血管。每個血管大約需要一小時形成,而熔合在一起需要數天時間。
醫療永遠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,費用和醫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,但這項技術也存在器官來源不足、排異反應難以避免等弊端。然而,隨著未來“生物打印機”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,在多個領域中,我們也不難發現,醫療行業總能為高新技術開創拓展的空間,于是,3D與生物科技巧妙地結合了。事實上,在中國,杭州電子科技大學的生物材料3D打印機研發團隊從2005年就已經開始研發與試驗3D生物打印機。2013年8月7日來自杭州電子科技大學等高校的科學家自主研發出一臺生物材料3D打印機。科學家們使用生物醫用高分子材料、無機材料、水凝膠材料或活細胞,已在這臺打印機上成功打印出較小比例的人類耳朵軟骨組織、肝臟單元等。
該研發團隊的生物材料3D打印機具有打印生物材料種類多、對細胞損傷率低、打印精度較高和操作方便等特點。同國際同類打印機相比,這臺名為“Regenovo”的3D打印機不僅實現了無菌條件下的生物材料和細胞3D打印,而且新型的溫控單元和打印噴頭設計,能夠支持從-5℃~260℃熔融的多種生物材料打印。“Regenovo”支持活細胞打印,打印的細胞有著高達90%的存活率。目前打印出來的活細胞還存在降解和瘋漲的問題,存活時間最長為4個月。
如今,美國與德國在3D生物打印技術方面處于世界前列,而針對于細胞打印領域,中國已處在世界的先進水平。在醫療定制化需求越來越多的今天,3D生物打印技術必將大有可為。未來,要打印出有功能的、可植入人體的器官還需要15~20年的時間,更需要眾多領域專家的通力配合。我們相信,在3D生物打印的產業鏈中會成就起很多全球的頂級公司,也將帶動自動化產業向更多應用領域擴展。