技术打印手枪、假肢、铜兽首……这些已经不稀奇啦，我国科学家已掌握3D打印活细胞技术，目前正在尝试打印活体肝脏等器官组织。有关方面预计15到20年后，有望打印出复杂的人工活体器官，用于人体器官移植。

    第十四届全国生物材料大会“生物材料及3D打印快速成型技术研究”分论坛9月29日在西安举行，其中新兴的细胞3D打印技术引起了参会专家的好奇，对此记者采访了专门研究这一技术的清华大学机械工程系、生物制造工程研究所林峰教授和杭州电子科技大学生物制药研究所教授徐铭恩。

    疑 问1

    活细胞怎么打印？

    与普通3D打印原理相同，不过原料是细胞

    3D打印（即三维打印）即事先设计好三维模型，以粉末为原料，通过逐层堆积粉末来构造物体。

    “比如打印一个瓶子，在电脑中已经设计好它的立体模型，打印时就像把它拆成了一系列的二维面，一点点打印，再把它叠加凝固起来。”清华大学机械工程系、生物制造工程研究所林峰教授解释说，这种技术可以实现个性化的定制，还能快速成型。

    那么活细胞又是怎么打印出的？其实原理与普通3D打印相同，“只不过细胞3D打印用的材料是细胞。”林峰说。

    林峰说，打印活细胞得先提取出活性细胞，将它培育在水凝胶等细胞生存所依赖的外基质材料里，然后用专门的打印机和特殊针头打，既可以打印包裹着外基质材料的单细胞，也可以打印多个细胞组成的细胞体结构。

    “细胞就像一个连汤带水的小汤圆，我们的打印机需要非常精确地把每个‘小汤圆’挤出来，然后叠加到一起，使它们组团形成一个细胞体。”林峰比喻说。

  疑 问2

    如何保证细胞存活？

    要严格控制打印细胞时的压力和温度

    活性细胞材料从哪里来？“一般从生物体，比如人体上提取。细胞小到以微米计，而且需要活的。”

    打印能看出来吗？“专用的细胞打印针头小到只有20微米，可直接用于细胞打印，而且是在无菌条件下打印。”

    活细胞从打印机针头里出来不会死亡吗？“这需要非常高超的控制技术，我们既要控制细胞的浓度、打印细胞时的压力，还要控制打印中的温度。”林峰回答说。

    打印的活细胞寿命咋样？林峰说，每个细胞及环境不同，其存活时间也不一样，近期有研究表明，3D打印的细胞有着高达90%的存活率，目前打印出来的活细胞存活至少在2周以上。

    疑 问3

    器官有生理功能吗？

    可实现基本功能，个性化定制解决排异问题

    “打印活细胞有一系列重要用途。”林峰说，首先能用于生理学例如癌症的研究，比如原来一般提取到体外的癌细胞是标本式的，在体内又只能以细胞体结构来观察。现在医学专家已经尝试在癌细胞周围打印堆积正常的细胞，从体外观察它们之间的反应。

    最重要的用途也是打印活细胞的长远目标，即打印人体组织器官。近期，杭州电子科技大学等高校的科学家自主研发出一台生物材料3D打印机，使用生物医用高分子材料、无机材料、水凝胶材料或活细胞，目前已成功打印出较小比例的人类耳朵软骨组织、肝脏单元等。

    该学术团队负责人杭州电子科技大学生物制药研究所教授徐铭恩在论坛上表示，我国每年每150万需要移植器官的患者中只有1个人能获更换，器官与身体排异是一个重要原因。未来细胞3D打印可为患者进行个性化定制，为器官损坏者打印人工组织器官。

    “目前我们尝试打印了人工肝脏，基本实现了肝脏七成的功能。”徐铭恩说，至于要打印肾脏等极为复杂的人体器官，并应用在临床中，至少还要15到20年时间的努力。

    未来能否用3D打印人体？科学家表示，由于人体是极为复杂的系统结构，而且不断在变化中，这一目标很难实现，也缺少科学价值。