關鑫，解放軍306醫院，生殖醫學中心
「金剛狼」是美國電影《X戰警》中塑造的科幻角色，他全身鋼鐵的骨骼和快速再生的能力給大家留下了深刻的印象。如果有一天，人類也可以重生自身缺失或病變的組織器官，仿佛擁有了「上帝之手」，那麼病痛和死亡帶給人的恐懼將會煙消雲散。2012年11月，蘇格蘭科學家利用人體細胞首次列印出人造肝臟組織，令這些曾經看似美好而瘋狂的幻想變為現實。
目前，隨著3D生物列印技術的深入發展，科學家已經能夠製造出關節、肝臟、腎臟、耳朵、膀胱等多種器官組織，堪稱是醫學界的「造物主」。那麼，究竟什麼是3D生物列印呢？
3D生物列印技術是以三維設計模型為基礎，通過軟體分層離散和數控成型的方法，以列印的形式成型細胞等生物材料。簡而言之，就是將患者病變部位進行掃描成像後轉換為3D模板，利用特殊的生物材料——生物「墨汁」列印出活體細胞，在體外培養出仿生器官或活體組織後再植入體內。
可以說，3D生物列印技術的出現大大拓寬了醫學領域的未來，為醫學治療的精細化、個性化、微創化提供優秀且便捷的解決方案。它的優勢主要體現在以下幾個方面：
第一，量身定製，完美契合。在骨科等外科手術中，經常要植入假體進行恢復治療。但假體常與手術部位的形態擬合較差，需要反覆嘗試，從而加重了局部創傷，延長手術時間。而3D生物列印技術可以「量體裁衣」，在手術前製造出匹配患者的植入體，提高治療的安全率和成功率。這種優勢還可應用在體外醫學模型的製造方面。來自美國的科學家和醫生們便列印出耳鼻、膀胱等器官，用於人類器官的完美替代。
第二，提供可移植器官。據統計，我國每年150萬器官衰竭的患者中僅有1萬餘人能夠得到器官移植，更多的人則是在等待中離世。2003年，美國科學家提出用3D生物列印技術獲取移植器官，成為人們關注的焦點。2012年2月，醫生們在美國俄亥俄州的男孩Kaiba Gionfriddo的喉嚨里植入了3D列印的人工氣管，成功治癒了他的先天氣管缺陷，成為國際上首個成功移植3D列印器官的病例。目前，3D列印可以提供人造內耳、皮膚等多種結構相對簡單的器官用於移植，而那些結構複雜的、血管化的組織則還需要臨床上進一步研究和驗證。
第三，個性化的藥物製造。利用3D列印技術製造的活性組織不僅可以用於移植，還能夠逼真的表現人體對藥物的反應，為整個製藥行業帶去福音。英國牛津大學的科學家們在《科學》（Science）雜誌上發表的一篇論文表示，他們利用3D列印技術製造出了具有人體細胞功能的「液滴」，可以通過它們為人體投遞新藥。
雖然3D生物列印技術在全球醫學範圍內均得到廣泛認可，但是仍然存在不少發展瓶頸。首先，列印所需的原材料有限，生物「墨汁」研發難度較高，這是因為醫學上對材料的理化特性、組織相容性要求十分嚴格。其次，生物信息數據的採集和處理仍不到位，無法對複雜器官組織的信息進行全面分析、準確轉化。最後，如何在列印後使器官完全行使功能並長久工作下去，這一問題也亟待解決。
有業內人士推測，3D生物列印技術在醫學上廣泛應用至少還需要5-10年的時間，未來仍有很長的路要走。不過，它已經為廣大患者帶來了無盡的希望，也必將成為未來醫學的關鍵技術之一。
轉載請註明來源：今天頭條
