結(jié)構(gòu)相似而功能不足 3D打印器官研究遇瓶頸

目前除了3D打印骨骼已有不少成功的人體移植案例外,，其他3D打印器官和組織鮮少被臨床醫(yī)學(xué)界接受。究其原因,，主要在于結(jié)構(gòu)相似而功能不足,。假以時日，這一瓶頸終會被突破,，3D打印將掀起再生醫(yī)學(xué)的革新浪潮,，讓更多病患重獲新生。

近日,，澳大利亞伍倫貢大學(xué)研發(fā)出一種利用生物墨水3D打印人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的方法,。根據(jù)研究人員的介紹,，該項技術(shù)能夠3D打印任何類型的人體組織,，這其中自然也包括腦組織。因此,，3D打印大腦再度成為業(yè)界熱議的話題,。

大腦可謂最為神秘的人體器官。直至今天,，人類對大腦的認(rèn)知仍十分有限,，這個只占人體重量2%的黑箱還包藏著太多的未知,。或許與大腦的復(fù)雜神秘性有關(guān),，目前,，在3D打印器官的研究領(lǐng)域中，進(jìn)展最緩慢的大概也是大腦了,。

針對人體的生物3D打印大致可分為三個階段：首先是3D打印器官模型階段,，此時的所謂“器官”不具有任何生物屬性，只是結(jié)構(gòu)上的模仿,，多用于術(shù)前的參考,，加強(qiáng)醫(yī)患溝通；其次是3D打印活性組織階段,，這時的3D打印成果具有了生物活性,，甚至可以植入人體；最后一個階段是3D打印活性器官,，其成品可植入人體并代替原生器官實(shí)現(xiàn)功能,。

3D打印大腦的研究目前主要還是在第一階段徘徊：2015年，一個發(fā)燒友的自制3D打印大腦教程風(fēng)靡開源硬件熱站Instructables,，那時所謂的3D打印大腦多半是創(chuàng)客們?yōu)樽约捍竽X制造的外觀模型,；2016年，哈佛大學(xué)用凝膠制作了一個3D打印大腦,，這是一個典型的醫(yī)療模型,，主要用于研究大腦皮層褶皺形成之謎；同年,，為了探索阿爾茨海默病和帕金森癥的病理,，伍倫貢大學(xué)開始嘗試建立3D打印的活性腦組織結(jié)構(gòu)；對于伍倫貢大學(xué)今年的新方法是否能成功打印出腦組織,，我們只能說是拭目以待,。總而言之,，業(yè)界的3D打印大腦研究對結(jié)構(gòu)的模仿已頗有心得,，但卻還無法上升到功能復(fù)制的層面。

至于人體其他器官和組織的3D打印,，則大多進(jìn)入了第二階段,。具有生物活性的3D打印肝臟、腎臟,、卵巢,、骨骼、肌肉,、皮膚等都已問世,，它們或在小鼠等生物體內(nèi)移植成功并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能,，或被科研機(jī)構(gòu)或企業(yè)認(rèn)可進(jìn)而成為商業(yè)化的被試材料。然而,，這其中有一個不容忽視的問題：目前除了3D打印骨骼已有不少成功的人體移植案例外,，其他3D打印器官和組織鮮少被臨床醫(yī)學(xué)界接受。究其原因,，其實(shí)與3D打印大腦的困境一樣,，即結(jié)構(gòu)相似而功能不足。

即便3D打印對原生器官的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了極度逼真的模仿,，也難以將其功能一成不變地克隆出來,，生命的復(fù)雜性正在于此。再者,，盡管目前有一些3D打印器官或組織具備了一定的生物功能,，人們也無法保證其維持運(yùn)轉(zhuǎn)的耐久度和功能的全面性。更何況,，對于3D打印細(xì)胞癌變的研究也尚不成熟,，我們無法判斷這些3D打印產(chǎn)物會否給人體帶來更高的癌癥威脅。目前,，我國僅有四款3D打印植入物通過了國家食品藥品監(jiān)督管理總局的認(rèn)證,，足見業(yè)界目前對3D打印活性器官和組織植入人體的接受度還很低。

大多數(shù)生物3D打印公司并不滿足于生產(chǎn)模型和被試材料,，普遍以制造可植入人體的3D打印器官為奮斗目標(biāo),，功能性3D打印生物組織遂成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。我們相信,，假以時日,，這一瓶頸終會被突破，3D打印將掀起再生醫(yī)學(xué)的革新浪潮,，讓更多病患重獲新生,。

來源：中國智能制造