組織工程中生物3D打印技術的應用

石 靜,，鐘玉敏(上海交通大學醫(yī)學院附屬上海兒童醫(yī)學中心影像診斷中心,，上海市 200127)
文章亮點：
1 此問題的已知信息：3D 生物打印技術是組織工程學的一個分支,，可以實現(xiàn)組織,、器官的體外構建,。
2 文章增加的新信息：3D 生物打印技術相較其他快速成型構建技術，具有獨特的優(yōu)勢,，是當前組織工程學及工 程學研究的熱點,，但其仍面對較多難題，需要研究者進一步研究,，其臨床應用前景廣泛,，一旦未來在臨床工作中 全面鋪開，具有劃時代的意義,。
3 臨床應用的意義：3D 生物打印技術能體外個性化復制患者或者生物醫(yī)學所需要的組織,、器官結構，具有仿生 學價值,，且能最小化排異反應,，構建速度快，在臨床科研實踐中應用前景廣泛,。
關鍵詞： 組織構建；組織工程,；3D 生物打�,。唤M織工程學,；快速成型技術,；支架材料,；選擇性激光燒結；熔融沉積成
石靜,，女,，1982 年生，江 蘇省蘇州市人,，漢族,，上 海交通大學醫(yī)學院畢業(yè)， 博士,，主治醫(yī)師,，主要從 事骨骼系統(tǒng)的影像學研 究。 通訊作者：鐘玉敏,，上海 交通大學醫(yī)學院附屬上海 兒童醫(yī)學中心影像診斷中 心,，
主題詞： 成像，三維,；組織工程,；支架；磁共振成像,；計算機輔助設計

背景：近年來,，研究者將最先應用于工程領域的 3D 打印技術嫁接到組織工程學中，希冀利用 3D 生物打印技 術進行體外組織,、器官復制過程,，并取得了一些令人驚喜的成果。
目的：從 3D 打印技術的原理,、打印操作步驟,、與組織工程學的關系、優(yōu)勢和難題,、臨床應用等方面對其目前 的發(fā)展趨勢做一概述,。
方法：第一作者應用計算機檢索 2000 年 1 月至 2013 年 10 月 PubMed 數據庫、中國期刊全文數據庫,、維普 中文期刊網有關 3D 生物打印技術在組織工程中應用的文章,，英文檢索詞“ three-dimensional bioprinting, tissue engineering, rapid prototyping technology, scaffold materials, selective laser sintering, fused deposition modeling, stereolithography ”，中文檢索詞“3D 生物打印,，組織工程學,，快速成型技術，支架 材料,，選擇性激光燒結,，熔融沉積成型，立體光刻技術”,，排除重復性研究,。共檢索到 79 篇相關文獻,，其中 52 篇文獻符合納入標準。
結果與結論：3D 生物打印就是借助影像技術(CT,、MRI)資料的輔助,，應用計算機輔助設計技術虛擬出待構建 體的三維結構，然后利用相應的材料,，逐層創(chuàng)建出實體的一種組織工程學技術,。其具有高精度、構建速度快,， 可實現(xiàn)按需制造等優(yōu)勢,，但也面對力學、生物學等方面的難題,，臨床應用前景廣闊,。

引言 Introduction 組織工程學是20世紀80年代末開始發(fā)展起來的一門 新興科學， 它涉及到臨床醫(yī)學,、 生物材料學,、 細胞生物學、 分子生物學,、 生物工程等一系列學科的交叉融合,， 其目的 主要是體內或體外生成可替代性的組織和器官， 以修復受 損害的組織,、器官的功能 [1-3] 組織工程學構建及其相關各分支技術的相關報道,，文獻 [35-44]是關于3D生物打印技術目前面對技術難題的相關 報道，文獻[45-50]是關于3D生物打印臨床應用的相關報 道,，最后,，文獻[51-52]是關于3D生物打印技術定義的相 關文獻。 ,。黃潔夫曾在《柳葉刀》上 發(fā)表文章稱,，中國每年大約有150萬人因末期器官功能衰 竭需要器官移植，但每年能夠使用的器官數量不到1萬,， 供求比例達到1∶150 ,。與此同時，中國需要接受器官移 植的患者數量還在以每年超過10%的增量擴大,。 而組織工 程學的進步或許會為這些患者提供生存的希望,。近年來， 研究者將最先應用于工程領域的3D打印技術嫁接到組織 工程學中,，希冀利用3D生物打印技術進行體外組織,、器 官復制過程 [5-8] [4] 2 2.1 結果 Results 什么是 3D 打印 [9] 所謂 3D 打印是可以真實打印三維 物體的一種技術 ，其最早應用于工業(yè)制造領域,，目前 上海已經有 3D 打印實體店開張了,。其打印原理簡單來 說類似于激光成型技術，采用分層加工,、迭加成形的技 術,，即通過逐層增加材料來形成 3D 實體。稱其為“打 印機”是因為參照了目前商用打印機的技術原理,，因為 分層加工的過程與噴墨打印十分相似,。3D 打印機與傳 統(tǒng)噴墨打印機最大的不同在于：3D 打印機的噴頭不僅 僅能在平面上移動，還能夠垂直移動,。它的打印過程類 似于 CT 或者 MRI 掃描的逆過程,， 將一層層剖面圖再重 新疊加起來，從而構成三維結構,。 實現(xiàn) 3D 打印的過程：首先在電腦中利用計算機輔助 ,，并取得了一些令人驚喜的成果，現(xiàn)就3D 生物打印技術在組織工程中的應用作一簡單概述,。
1 1.1 資料和方法 Data and methods 資料來源 第一作者應用計算機檢索2000年1月至 2013 年 10 月 PubMed 數 據 庫 (http://www.ncbi.nlm.nih. gov/pubmed/) ,、 CNKI 中 國 期 刊 全 文 數 據 庫 相 關 文 章 (http://www.cnki.net/) 、維普中文期刊網 (http://lib.cqvip. com/) ,，英文檢索詞為“ three-dimensional bioprinting, tissue scaffold engineering, materials, rapid prototyping laser technology, sintering, selective 設計等技術建立產品模型,，根據需要調整各種參數、如 大小,、各種生物分子的配比等,，然后相關軟件會自動將 產品按照一定的厚度進行虛擬的“切片”，并將相關數 據傳輸到 3D 打印機,，打印機就把這些極薄的“切片” 用塑料,、松脂或金屬粉末像打印彩繪圖那樣打印出來， 然后通過可自由轉動的噴嘴噴出堆接材料,、強力膠水或 聚焦光束將其黏合成一個整體,。 打印過程涉及到所謂的“膠水”和“粉末”：在需要成 fuseddeposition modeling, stereolithography ” ；中文檢 索詞為“3D生物打印,，組織工程學,，快速成型技術，支 架材料,， 選擇性激光燒結,， 熔融沉積成型， 立體光刻技術” ,。 共檢索到79篇相關文獻,，其中外文文獻53篇，中文文獻 26篇。
1.2 納入標準 型的區(qū)域噴灑一層特殊膠水,，膠水液滴本身很小,，且不 易擴散，然后是噴灑一層均勻的粉末,，粉末遇到膠水會 迅速固化黏結,，而沒有膠水的區(qū)域仍保持松散狀態(tài)。這 樣在一層膠水一層粉末的交替下,，實體模型將會被“打 印”成型,，打印完畢后掃除松散的粉末即可“刨”出模 型，而剩余粉末還可被循環(huán)利用,。因此,，打印耗材由傳 統(tǒng)的墨水、紙張轉變?yōu)椤澳z水”,、“粉末”,，當然，此 處所指的“膠水”,、 “粉末”都是經過處理的特殊材料,， 不僅對固化反應速度有要求， 對于模型強度以及 “打印” 分辨率都有直接影響,。

2.2 組織工程學的三維構建 [10] ①文章所述內容需為組織工程學體外構 建組織,、器官的論著或綜述類文章，以及與3D生物打印 技術相關領域研究的成果報道或者未來應用領域探索相 關的文章,。 ②同一領域選擇近期發(fā)表或在權威雜志上發(fā)表 的文章,。 1.3 排除標準 重復性研究。 1.4 數據的提取 計算機初檢得到79篇文獻,， 閱讀標題和 摘要進行初篩,， 排除中英文文獻重復報道和因觀察對照內 容、因素,、目的不同,、重復報道的病例，及文獻內容與3D 生物打印在組織工程學中的應用不相關的內容,。 1.5 質量評估 經典的組織工程構建需要 種子細胞和支架材料 ,。支架材料定義是：可以為種子 [11] 符合納入標準的52篇文獻中，文獻[1-8] 細胞提供適合其生長的場所和發(fā)揮生物學功能的一種 生物學材料,，具有能模仿天然組織的構建性能 ,。作為 種子細胞的生物學載體，理想的支架材料應具如下特 P.O. Box 10002, Shenyang 110180  是關于3D生物打印技術研究背景的相關報道,，文獻[9]是 關于工業(yè)上已經成熟的3D打印技術,，文獻[10-34]是有關 272 石靜,，等. 組織工程中 3D 生物打印技術的應用  征 [12-13] ：①良好的生物相容性。②適中的生物降解性,。 功地利用氣泡打印機將 DNA 寡核苷酸鏈打印到玻璃表 面形成微矩陣 [33] ③具有誘導或引導組織再生的能力,。④具有一定的生物 力學強度與可塑形性。⑤無毒性與無免疫原性,。⑥具有 合適的孔徑,，利于細胞黏附生長等特點,。 早期的支架構建采用單純的鑄造技術,，盡管可以形 成多孔，但孔徑的大小無法與細胞相匹配,，無法根據計 算機輔助成型技術事先確定支架內部結構及細胞與孔 徑間的連接,。如今，最初用于制造業(yè)的模具開發(fā)和制造 的快速成型技術解決了這一難題 [14-17] ,，Boland 領導的研究小組使用改裝的 [34] 普通噴墨打印機成功地將生物細胞打印到基質上,，并先 后完成了從細胞打印到器官打印的開創(chuàng)性研究

2.3 2.3.1 優(yōu)勢 3D 打印技術的優(yōu)勢和難題 。
3D 打印技術相較其他快速成型技術,，具有如下 ①高精度：即分辨率高,。該技術可以精確控制墨 水噴射位置和墨水的量，有利于生物顯微結構的建立,， 有利于局部痕量供給生物活性因子及藥物,，從而有利于 控制組織的局部生長發(fā)育。②可以同時打印種子細胞和 支架材料,，更利于整體三維結構的構建,。其可以使用多 顏色墨盒的原理， 從而實現(xiàn)同時打印組織/器官內的不同 組分,，使用不同的細胞,、細胞外基質和生物活性因子， 并且使用精確的配比,。③構建速度快：能夠快速的制造 生物組織/器官,， 保證了生物材料的存活率， 從而顯著有 利于再生醫(yī)藥,、器官移植等未來醫(yī)學領域,。④可以按需 制造出符合個體需求的單個器官或組織，真正實現(xiàn)醫(yī)學 的個性化需求,。⑤3D 生物打印使用的種子細胞是來自 患者自己身體的細胞,，所以可以從根本上解決其他組織 工程易發(fā)生的排異反應。
2.3.2 3D 組織/器官打印技術尚處于起步階段,，還有很 ①力學方面：噴射過程中的剪切力和 多問題需要解決 ,。快速成型技術是 [18-22] 多種三維構建技術的總稱，又稱為立體自由構建 ,， 其方法主要是先利用計算機輔助成像技術虛擬構建出 三維數字結構,，再依此數字化模型，以逐層加工的模式 逐步構建出所需的三維組織實體結構,。以下簡單介紹幾 種快速成型技術,。
2.2.1 選擇性激光燒結 [23-26] 選擇性激光燒結是使用 激光發(fā)熱將聚合物顆粒熔融燒結為所需的形狀的一種 生產制造技術。激光束掃描聚合物粉末,，使局部表面溫 度升高,，引起聚合物顆粒逐層燒結形成所設計的結構。 選擇性激光燒結的分辨率受到激光束直徑的限制,。改進 選擇性激光燒結加工工藝主要包括使用更小的激光束 直徑,，更細的粉末，更薄的燒結層,，從而生產出分辨率 更高的支架,，擴大支架的表面積，有利于細胞的生長,。 2.2.2 熔融沉積成型 [27-29] 熔融沉積成型是將熱熔性 液滴的沖擊力會對打印細胞液活性造成沖擊,。 因此， “生 物墨水” 的配制必須符合流體力學的要求,， 包括黏滯性,、 密度、表面張力等重要參數 [35] 材料加熱熔化,，通過噴頭擠噴出來,，隨即與前一個層面 熔結在一起，逐層沉積直至形成三維支架,。該項技術的 局限性在于其 Z 軸方向的運動有限,，不利于三維構建， 此外,，用于熔融沉積成型的材料對其熔點和加工條件有 較嚴苛的限制,。 2.2.3 立體光刻技術 [30-32] 。這些因素均可造成細胞 的損失影響細胞的存活,，從而不利于體外的培養(yǎng),。同時 打印前，打印過程中均要求所打印的細胞或分子保持液 態(tài),，而打印后又要求其必須立即凝固,，以維持黏彈性狀 態(tài)。這種液態(tài)到固態(tài)的變化必須保證不引起細胞,、生物 活性因子以及其他微粒的損傷,，這也對 3D 打印的發(fā)展 提出了相當大的挑戰(zhàn),。②生物支架材料：生物支架材料 要解決的問題有：支架材料的可降解性及降解速率；材 料的機械力學強度,；支架的最適孔徑和孔隙率 [36-37] 立體光刻技術是以光敏樹 脂為原料,，紫外激光器發(fā)射激光，在光樹脂表面進行逐 點掃描,，使被掃描區(qū)域的樹脂薄層發(fā)生光聚合反應而固 化,，形成一個薄層，一層固化完畢后,，工作臺下降一個 凝固層的厚度,，在原先固化好的樹脂表面再敷上一層新 的液態(tài)樹脂，然后進行下一層的掃描加工,，新固化的一 層牢固地黏在前一層上,，如此反復直到三維構建完成。 其局限性在于細胞支架都是樹脂類材料,，不具有生物可 降解性。
2.2.4 3D 生物打印技術 以上幾種立體自由構建技 術,，雖已取得了很好的效果,，但其均不能夠同時將細胞 和支架材料同時構建為組織模型。而最初用于制造工業(yè) 的打印設備為研究者提供了靈感：將打印機的墨水盒內 按需裝入配比好的混入種子細胞的液態(tài)材料,， 組成“生物 墨水”,， 甚至可以依據彩色噴墨打印機具有不同顏色的墨 盒槽的原理，選擇不同的細胞,、營養(yǎng)成分,、支架材料等 按不同配比裝入不同的色槽， 從而構成“彩色生物墨水”,， 實現(xiàn)按需的組織學裝配,。盡管生物大分子容易受到酸、 堿,、熱等理化因素的因素發(fā)生變性,，但有研究者已經成 ISSN 2095-4344 CN 21-1581/R CODEN: ZLKHAH 。適 度的生物降解速率,，指該降解速率需和組織再生的速率 相匹配,， 最后可完全吸收或可安全排出。 合適的孔尺寸,、 高的孔隙率(90%)和相連的孔形態(tài),，對于大量細胞的種 植、細胞和組織的生長,、細胞外基質的形成,、氧氣和營 養(yǎng)的傳輸,、代謝物的排泄以及血管和神經的內生長起著 決定作用 [38] 。雖然,，支架的最適孔徑尚無定論,，但學者 [39] 還是公認，幾十到幾百微米的孔徑對于細胞的遷移和長 入支架內部通常認為是必需的 ,。支架孔徑過小,，不利 于細胞的穿透，培養(yǎng)的細胞經過很長的時間,，仍然依附 于支架表面,，未能穿透到支架內部。支架孔徑過大,，不 利于細胞的黏附和鋪展,，同樣會妨礙細胞生長。解決此 問題的一個方法是用納米纖維與微米纖維共同構建支 架材料 [40] ,。 納米纖維為細胞的黏附和生長提供合適的表 面形態(tài),，利于細胞在支架上的黏附與生長，微米纖維提 273 石靜,，等. 組織工程中 3D 生物打印技術的應用 供整體的環(huán)境,， 利于細胞滲透到支架內部。 所以微/納米 復合纖維支架應用于組織工程具有很大潛力 [41] 大多為壓電式噴頭,，易造成噴嘴阻塞,，且其黏結劑的添 加會影響骨骼材料的生物活性，因此,，該技術不能應用 于成形人體骨骼,。②光敏材料三維打印運動方式最為簡 單，噴頭選擇性地噴出實體材料和支撐材料,，可在室溫 下操作,，是理想的骨骼打印方法，其局限性在于當前廣 泛用于骨骼構造的生物材料是羥基磷灰石,，其自身不是 光敏材料,，所以必需與光敏材料混合使用，從而影響了 骨骼的生物活性,。③熔融材料三維打印成形,，可采用由 磷灰石和骨骼所需的有機鹽配置而成的骨水泥，不需要 添加黏合劑或光敏介質,，有利于維持細胞的活性,；由螺 桿擠壓式噴頭噴射成形，不會造成阻塞現(xiàn)象,；不需要紫 外光照射固化,，只需要惰性氣體迅速冷卻即可,，使其可 在室溫下操作。因此,，該技術成為人體骨骼 3D 成形領 域的主導方向,。上海交通大學、西安交通大學,、清華大 學的研究者們在此技術上均取得了不同程度的成 果 [47-49] ,。 目前國 內外研究的支架材料種類眾多，但歸納起來可分為兩大 種類：一類是天然生物衍生材料,，如脫鈣骨基質,、殼聚 糖、 藻酸鹽凝膠等,； 另一類是人工合成生物高分子材料,， 主要有羥基磷灰石、磷酸三鈣,、生物活性玻璃等無機材 料和以聚乳酸及其共聚物等為代表的有機材料,。這些支 架材料都各有其優(yōu)缺點，傳統(tǒng)的支架往往是單一的有機 物或無機物,，但其往往不能同時滿足 3D 打印的需要,， 因此，現(xiàn)在的研究方向是發(fā)揮不同材料的優(yōu)勢,，彌補單 一材料的不足，制造出各種復合支架材料,。③生物學方 面：3D 打印過程中必須優(yōu)先考慮的問題就是如何保持 細胞的活力以及產品的塑形 [42-44] ,。 組織/器官打印必須處 理好的幾個生物學問題包括：A.所選擇的打印方法對細 胞和 DNA 既無毒性，也不會引起不可逆的損傷,，在整 個打印過程中都要求是無菌化的,。B.打印的構建物可以 快速成型，成為有凝聚性的,、具有機械穩(wěn)定性的三維結 構,，不能在打印后出現(xiàn)溶解或坍塌。C.打印的構建物可 以進行體外培養(yǎng),、增殖,、分化、發(fā)育等后處理過程,，要 求構建模型是具有組織 /器官三維特征的,，能夠模擬組 織/器官特異性的微結構和微環(huán)境。 D.構建的組織/器官 的再血管化問題也非常關鍵,， 它是構建組織/器官成活的 關鍵,，血管可以及時為種子細胞提供其成活所必需的營 養(yǎng),，并且可以排泄代謝廢物。

2.4 2.4.1 3D 生物打印技術的臨床應用 ,。 口腔醫(yī)學 類似于人體骨骼,，牙齒的形態(tài)、結構 2.4.3 亦相當復雜,， 組織結構構成多樣,， 為了適應牙槽的結構， 牙齒生長及發(fā)展變化的趨勢亦完全不同,，因此,，用傳統(tǒng) 的組織工程技術進行牙再生存在眾多難以解決的問題。 而三維生物打印技術是可以進行計算機輔助成型技術 設計的,，以滿足個性化生產的需求,，因此，三維打印技 術在口腔醫(yī)學也有著廣泛的應用,。 北京大學口腔醫(yī)學院薛世華等 [50] 已經成功進行了 人牙髓細胞共混物的三維生物打印,。該課題組采用酶聯(lián) 合消化法原代培養(yǎng)人牙髓細胞作為種子細胞，海藻酸 鈉-明膠水溶膠作為支架材料,，進行三維打印,。打印后， 將獲得的三維生物打印結構體浸入完全培養(yǎng)基進行后 加工培養(yǎng),。經評測,，打印后的細胞體存活率可達 (87±2)%。該研究表明生物打印技術在人牙齒組織工程 中應用的可行性,，未來有望應用于牙再生工程,。 據百度網頁新聞搜索得知，Objet 公司與 3Shape 公司日前宣布,，兩家公司已合作研發(fā)出牙科領域的三維 修復方案,。此方案將 Objet Eden 系列三維打印機與 3Shape Dental System 2010 進行無縫整合，完成牙科 領域的三維修復設計和三維原型制作,。它涵蓋了從三維 印模掃描,、應用 3Shape Dental System 完成計算機輔 助成型設計、 運用 3Shape CAM bridge 專屬 CAM 軟件 編輯/修復三維數據,，直至在 Objet Eden 系列三維打印 機上完成最終生產和制作等一系列的工作流程,。 [45] 人造毛細血管 德國的 Gunter Tovar 博士已經 。雖然早在 20 世 利用 3D 打印技術制造出人工血管 紀 50 年代,，人造血管就已經被研制成功,，但僅限于大 動脈血管，對于直徑在 6 mm 以下的靜脈血管或者毛細 血管的研究上,， 一直沒有取得突破性進展,。 主要原因是,， 人造毛細血管不僅需要足夠細小，而且還要有能和真實 血管媲美的彈性和生物相容性,。德國科學家用 3D 打印 雙光子聚合和生物功能化修飾制作出的毛細血管,，具有 良好的彈性和人體相容性，不但可以用于替換壞死的血 管,， 還能與人造器官結合,， 有可能使構造的組織/器官實 現(xiàn)再血管化。

2.4.2 人造骨骼 人體骨骼形態(tài)極不規(guī)則,，個體形 態(tài) 差異較大,，因此，成批制造人工骨骼意義不大,，而個 性化定制人工骨骼在臨床應用中有廣泛需求,。 瑞士伯恩塞爾醫(yī)院的 Christian Weinand 領導的研 究小組成功復制了他自己的拇指骨 [46] 。 解放軍第三軍醫(yī) 大學西南醫(yī)院關節(jié)研究中心已經擁有自己的立體打印 骨骼的三維打印機,。該科王富友博士用其打印了教學實 體器官,，還用打印出來的“人造器官”為患者講解手術方 案，未來有望用于人體實驗,。 3D 打印用于人工骨的構建時,，根據使用材料的不 同，可以分為 3 種工藝：①黏結材料三維打印所用噴頭

3 討論 Discussion

組織工程學經過近 30 余年的發(fā)展,，已經取得了長 足的進步,，從早期的靜態(tài)培養(yǎng)模式，到后來應用生物反 應器促進細胞生長 ,。近年來,，研究者越來越重視細胞 局部微環(huán)境和組織局部微結構對細胞生長、發(fā)育的影 響,，促使研究者利用仿生學等原理，著眼于體外構建適 P.O. Box 10002, Shenyang 110180  [3] 石靜,，等. 組織工程中 3D 生物打印技術的應用  合組織細胞生長的顯微結構,，盡可能地模擬體內環(huán)境， 從而協(xié)調不同細胞的增殖,、 分化,、 遷移和凋亡等。 因此,， 組織工程學的關鍵在于構建一個能夠維持細胞活力,、利 于細胞營養(yǎng)輸送的三維微環(huán)境，并且該微環(huán)境能夠提供 足夠的機械強度,，便于不同細胞間的信號傳導 [51] 倫理要求：無涉及倫理沖突的內容,。 學術術語：RP 技術-即快速成型技術,，是多種三維構建 技術的總稱， 又稱為立體自由構建,。 其方法主要是先利用計算 機輔助成像技術虛擬構建出三維數字結構,，再依此數字化模 型，以逐層加工的模式逐步構建出所需的三維組織實體結構,。 ,。 組織工程構建最關鍵的原材料是種子細胞和支架 材料，而最初用于制造工業(yè)的快速成型技術將二者可以 融合起來以完成三維構建目的,�,？焖俪尚图夹g是多種三 維構建技術的總稱，包括選擇性激光燒結,、熔融沉積成 型,、立體光刻技術以及 3D生物打印技術。因此,， 3D生 物打印技術是組織工程學構建的一個分支學科,。 歸納起來， 3D生物打印就是借助影像技術(CT,、 MRI) 資料的輔助,， 應用CAD技術虛擬出組織或器官的三維結 構，然后將這些三維實體模型數據分為片層模型數據,， 快速成型機根據這些數據,，利用相應的材料，逐層創(chuàng)建 出實體,，每一個薄層都貼敷到前一個,，直到完成整個實 體的構建

因此，3D打印可以分為3個基本步驟：前 [5] 加工即組織 /器官模型文件的設計開發(fā),；組織 /器官的打 �,。� 后處理即擁有生物活性和形態(tài)的組織/器官的加工成 熟(即增殖),。 比起其他組織工程學的體外構建技術,， 3D生物打印 技術具有精度高、構建速度快,、可按需制作,，以滿足個 體化醫(yī)學治療的需求、排異反應低等優(yōu)勢,。同時也面臨 不小的挑戰(zhàn),，包括生物力學方面、支架材料的選擇、無 菌環(huán)境的保證,、 打印構建物的成型,、 打印構建物的血供、 打印構建物的長期存活等,。 因此,，3D生物打印技術目前 還不是一項完全成熟的技術，還需要研究者的不懈努力 及攻關,，目前還未能廣泛應用于臨床,。 盡管如此，國內外不少研究中心及實驗室已經廣泛 進行了3D生物打印技術的臨床實驗,， 其最多應用于骨與 軟骨組織工程,，另外在口腔醫(yī)學、美容醫(yī)學等各個臨床 領域也都開花結果,。 總之,，三維生物打印技術是組織工程學三維立體結 構構建技術中的一種，其有廣泛的應用前景,，是當前生 命科學領域,、材料學領域、工程學領域,、藥學領域等多 學科研究的熱點,。如果“生物打印”技術成熟，也許在 未來的幾十年間,，人體器官就能夠被隨時替換,，從而延 長人類的生命周期。但其未來發(fā)展的路還很遙遠,，它的 發(fā)展,，它所面臨的問題，必然需要各學科的共同努力,， 需要各學科的整合,，各學科的突破，才能夠最終實現(xiàn),。