以3D打印为代表的生物打印技术

2016年中国将超越美国成为全球最大3D打印机市场

随着3D打印机的普及，中国在产业上的应用将拓宽到航空、汽车、医疗等多个领域。有预测称，到2016年中国将超越美国成为全球最大的3D打印机市场。

3D打印改变人类医疗历史

据国外媒体报道，美国北卡罗来纳州维克森林大学科学家已用一台3D打印机制造出一个肾脏原型。科学家们利用3D打印机完成身体器官的打印，将完全改变人类医疗的历史。

3D打印机制造出身体器官

3D打印在医学界的最直接应用，便是各式各样的器官或组织3D模型构建。据国外媒体报道，美国北卡罗来纳州维克森林大学科学家已用一台3D打印机制造出一个肾脏原型。他们使用了加入细胞混合物的凝胶一样的可生物降解脚手架，逐层构建肾脏。

目前，维克森林大学的科学家们正用3D打印技术制造出用于培育人体细胞的脚手架，从而制造包括耳朵和鼻子在内、看似真实的面部特征。在另外几个实验室中，科学家正为制造人和猪的心脏、肺、肝脏和肾的体内脚手架寻找方法，他们的最终目标是为患者提供量身定做的器官替代品。

据业内人士介绍，3D生物打印机需要生物墨水，而最有可能成为墨水的便是人体细胞。首先，研究者将从人们的骨髓或脂肪中提取出干细胞，通过生物化学手段，使它们分化成不同类型的其他细胞。随后，这些细胞将被封存成“墨粉”，每一滴“墨粉”里可能包含1万到3万个细胞。当3D生物打印机开动时，“墨粉”将通过打印头聚拢在事先设计的部位上，打印器官的雏形便逐渐显现。

当3D生物打印机工作时，每一滴“墨粉”出现在适当的部位后，必须通过特定的生物胶水固定。就像办公用的彩色打印机一样，3D生物打印机的“墨盒”里也会丰富多彩。尽管都是人体细胞，有的将特定用来打印肝脏或肾脏细胞，有的则是制造血管——用于连接打印好的肝脏或肾脏组织。

3D生物打印改变人类医疗史美国Organovo公司网站曾指出，再生医疗是一个飞速发展的科技领域，肩负着改写人类医疗史的重任。通过3D打印技术制造器官，不但可解除移植器官资源紧缺的难题，也将对药物开发产生深远影响。

  目前，药物研究大多需要各种级别的动物实验和人体试验。未来通过3D打印的模式器官来检测药物试验效果，不但有利于缩短临床药物研发周期，还将可能避免潜在的人体试验损害。有专家估测，如果药物生产商采用3D打印器官进行药物开发或试验，平均每种药物可节省上亿美元研发费用。

  当然，以3D打印为代表的生物打印技术，就像20世纪末的克隆技术一样，带来的将是生物伦理挑战，这也将比眼下的干细胞所引发的争议更为复杂。此外，3D生物打印并非一劳永逸。由于人体组织的复杂性，器官构建绝不是生物打印材料的有序堆积而已。目前，研究者已能打印出结构相对单一的器官，比如气管、血管。三年前，Organovo公司已成功制造出动脉，并希望在5年内实现人体移植。对于牙齿、骨骼和心脏等更为复杂的器官，需要的研究时间将更长。

  关于3D打印在医疗方面的运用，目前在中国也实现了快速发展。据悉，北京大学第三医院正研究运用3D打印技术治病救人。截至目前，已有40多位患者在签署知情同意书后，植入了3D打印出来的钛合金“骨骼”。北医三院表示第一例植入脊柱钛合金“骨骼”的患者治疗效果很好。而从理论上来说，未来患者需要的假耳、假肢等都可以用3D打印机打印出来。

日本媒体撰文表示，3D打印对于中国企业在金属模具的制作技术上有很大的帮助和提升，这也将促进中企在国际市场上的竞争力变得越来越强并追赶世界先进水平。

中国3D打印技术产业联盟预测指出，到2016年，中国3D打印机市场规模将扩大到100亿元，是2012年的10倍，中国超越美国成为全球最大的市场。（更多3D资讯请继续关注纳金网http://www.narkii.com/）