從2016年11月至今，3D打印圈子內(nèi)就不斷的有藍光英諾的新聞爆料，2016年12月初，南極熊披露藍光英諾將進行血管3D打印成果發(fā)布會之后，藍光發(fā)展股票停牌，就在2017年大年初九宣布，力爭2017年啟動臨床植入人體。3D打印起源于20世紀80年代，近年來發(fā)展迅猛，被譽為“第三次工業(yè)革命的重要標志之一”。生物3D打印是3D打印的一個分支，目前正在國內(nèi)外掀起新一輪研究熱潮。下面我們對生物3D打印作一個簡要介紹。
一、什么是生物3D打印
生物3D打印是基于“增材制造”的原理，以特制生物“打印機”為手段，以加工活性材料包括細胞、生長因子、生物材料等為主要內(nèi)容，以重建人體組織和器官為目標的跨學科跨領域的新型再生醫(yī)學工程技術。它代表了目前3D打印技術的最高水平之一。
二、生物3D打印技術的發(fā)展歷程
從1995年出現(xiàn)以來，生物3D打印技術的發(fā)展經(jīng)歷了四個層次。第一層次：打印出的產(chǎn)品不進入人體，主要包括一些體外使用的醫(yī)學模型、醫(yī)療器械，對使用的材料沒有生物相容性的要求；第二層次：使用的材料具有良好的生物相容性但是不能被降解，產(chǎn)品植入人體后成為永久性植入物；第三層次：使用的材料具有良好的生物相容性，而且能被降解。產(chǎn)品植入人體后，可以與人體組織發(fā)生相互關系，促進組織的再生；第四層次：使用活細胞、蛋白及其他細胞外基質(zhì)作為材料，打印出具有生物活性的產(chǎn)品，最終目標是制造出組織、器官。
這是生物3D打印的最高層次。 在現(xiàn)階段，第一到第三層次的技術發(fā)展已比較成熟，已經(jīng)進入到實際應用層面。第一層次的應用有神經(jīng)外科及脊柱外科的個性化手術模型、假肢等。第二層次的應用有個體化的永久植入物，如假耳移植物、下頜骨移植物等。2014年北醫(yī)三院通過3D技術打印出的椎體移植物，也屬于這一類。第三層次采用可降解的生物相容性材料，制作出仿生的 組織工程支架。清華大學團隊采用低溫沉積成形技術，制造出具有分級孔隙結構的骨支架，最多可以做到4級孔隙，有利于各種細胞的生長進入，處于 世界領先水平。
第四層次也被稱為“細胞打印”或“器官打印”，是現(xiàn)代意義的生物3D打印，相比較而言前三個層次可以被稱為“快速成型”。細胞打印概念于2000年由美國Clemson大學的ThomasBoland教授首先提出，并于2003年首次成功實現(xiàn)。2004年該團隊獲得一項細胞打印的專利，并授權給在納斯達克上市的Organovo公司，該公司是目前國際上生物3D打印領域的領頭羊。由于筆者的博士導師就是Boland教授，筆者參與了其中的工作，發(fā)表的論文受到廣泛的關注。
三、生物3D打印的臨床需求和科學意義
在美國，每1.5小時就有1例病人因為等不到合適的器官移植而死亡，每年有超過800萬例組織修復相關的手術。生物3D打印技術的目標就是解決組織、器官短缺的問題。 人體是由多種細胞和基質(zhì)材料按特定方式有機組合而成，具有高度的復雜性。組成人體的細胞有超過250種以上，僅一個腎臟就包含有20多種細胞。軟骨組織是相對較簡單的組織，細胞種類較少且沒有血管、神經(jīng)支配。1994年科學家認為組織工程技術可以解決器官再造的技術，當時首選的目標就是制造皮膚或軟骨組織，但是至今沒有真正的成功。而生物3D打印技術可能是解決方法之一。
