未來(lái)

生物打印是未來(lái)挑戰(zhàn)

打印人工器官不是夢(mèng)

從器官?gòu)?fù)制品模型到個(gè)性化的金屬植入物，3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛，技術(shù)也不斷“升級(jí)”。但是，目前醫(yī)學(xué)3D打印的產(chǎn)品仍處在無(wú)生命階段，比如定制化假肢、牙齒、手術(shù)模型、骨科植入物等，在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)上，任何植入物的使用壽命只有20年，這也意味著，骨科病人在植入金屬3D打印的植入物20年后，還需要進(jìn)行二次手術(shù)再植入。那么，組織器官等有生命的3D打印產(chǎn)品又什么時(shí)候會(huì)出現(xiàn)呢？

深圳市精準(zhǔn)醫(yī)療協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)、深圳德智達(dá)科技有限公司首席執(zhí)行官劉春告訴記者，目前使用PEEK（聚醚醚酮）、金屬等非活性組織材料打印的牙齒、手術(shù)模型，骨科植入物等醫(yī)療器械都屬于“初級(jí)階梯”，而打印血管、軟骨組織這類(lèi)單一的活體組織屬于“中級(jí)階梯”，3D打印的人工肝臟、心臟等人工器官則屬于“頂級(jí)階梯”。后面兩個(gè)階段屬于生物3D打印階段，目前還處于科學(xué)研究階段。

“從全球范圍來(lái)看，我國(guó)的醫(yī)學(xué)3D打印跟國(guó)外幾乎同步，個(gè)別的領(lǐng)域可能還要超過(guò)他們。”趙小文說(shuō)，但是有一個(gè)問(wèn)題，中國(guó)的生物3D打印技術(shù)由于基礎(chǔ)研究比較薄弱，包括在這方面的知識(shí)產(chǎn)權(quán)比較少，這將阻礙我國(guó)生物3D打印技術(shù)的發(fā)展。

“無(wú)論是3D打印血管、軟骨組織，還是肝臟、心臟，其核心是人體組織器官結(jié)構(gòu)形態(tài)及功能的解析和重建，這是生物3D打印的關(guān)鍵?！壁w小文說(shuō)。在構(gòu)建一個(gè)組織的時(shí)候，首先要知道這種組織所使用的材料是什么，或者是有什么樣生物可降解的材料，植入人體以后，它能夠保證器官的生長(zhǎng)，同時(shí)能在身體里面保證這種相容性，與其他的組織之間的相互關(guān)系能保持得非常融洽，同時(shí)它又能降解，比如說(shuō)降解成水被人體充分吸收等。

在構(gòu)建的時(shí)候必須先對(duì)組織和器官有清晰的解析。比如說(shuō)要做一個(gè)有活性的骨骼，人體從頭到腳的骨骼結(jié)構(gòu)其實(shí)是不一樣的，有些是防止外界的撞擊，起到對(duì)內(nèi)部組織的保護(hù)，有些需要產(chǎn)生血細(xì)胞、紅細(xì)胞等。由于它的功能不一樣，骨從頭到腳的結(jié)構(gòu)也是不一樣的，它的細(xì)胞組織也是不一樣的。了解了人體的從頭到腳骨骼的結(jié)構(gòu)以后，就要想辦法把它構(gòu)建出來(lái)，仿生出來(lái)，為細(xì)胞在里面的生長(zhǎng)創(chuàng)造一個(gè)良好的條件，這樣細(xì)胞才能在里面進(jìn)行擴(kuò)增、代謝、遷移，然后生成相關(guān)的組織。然后3D打印出來(lái)的東西，在體外進(jìn)行培養(yǎng)后，再植入人體以后，細(xì)胞繼續(xù)生長(zhǎng)，這種結(jié)構(gòu)在滿足細(xì)胞生長(zhǎng)的前提下，會(huì)一步一步地降解，修復(fù)人體內(nèi)缺損的骨骼，并與體內(nèi)骨骼融合在一起。

生物3D打印技術(shù)，在人工組織、器官培養(yǎng)過(guò)程中更多承擔(dān)了三維形狀的構(gòu)建，即讓人體細(xì)胞按照預(yù)先設(shè)計(jì)好的形狀來(lái)生長(zhǎng)。因此人造器官、組織的發(fā)展更大程度上取決于用量化的數(shù)據(jù)來(lái)解析和構(gòu)建人體組織器官，只有解析和構(gòu)建好的人體組織器官的結(jié)構(gòu)形態(tài)和功能，才能“激活”組織和器官。而恰恰這一點(diǎn)，是目前我國(guó)基礎(chǔ)研究的薄弱環(huán)節(jié)?！昂芏嗳擞X(jué)得是生物材料會(huì)影響組織和器官的打印，事實(shí)上，目前市場(chǎng)上現(xiàn)有材料和設(shè)備已經(jīng)滿足生物3D打印技術(shù)，瓶頸不在于材料，而在于對(duì)具體的組織器官?zèng)]有量化。”趙小文說(shuō)，要推動(dòng)深圳生物3D打印的發(fā)展，必須要加快生物技術(shù)的基礎(chǔ)研究，補(bǔ)足科研短板。

培育3D打印器官是取代捐獻(xiàn)器官移植的另一重要方法，其之所以久久未能實(shí)現(xiàn)植入人體的零的突破，一方面是由于基礎(chǔ)研究和技術(shù)不夠成熟，很多產(chǎn)品只模仿了結(jié)構(gòu)而不具備功能，另一方面便是未能解決排異問(wèn)題，以及將產(chǎn)生的法律和倫理上的一些問(wèn)題。在采訪中，幾位臨床和產(chǎn)業(yè)界人士都表示，3D打印“活”的組織和器官還有很長(zhǎng)一段時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)，不過(guò)，目前國(guó)內(nèi)外科學(xué)家們正在加快生物3D打印技術(shù)的研究。