近日，新西兰梅西大学（Massey University）研究团队成功制造出一个 3D 打印机，能用来印制专门为器官移植设计的角膜。领导研究的副教授 Johan Potgieter 表示，在目前的技术下，人们一旦失去角膜就会失明，唯一的办法就是等待别人捐赠角膜，才能移植重见光明。
　　　据了解，目前全世界约有 1,000 万人在等角膜移植。制造角膜运用的 3D 打印机就和目前市场可见的类似，整体原理概念是一样的，角膜打印除了原料不同，生产卫生和环境控制的标准也有差异，但制造流程是相似的。团队希望量产计划能在 2018 年底前测试，Potgieter 表示，过去人们一直在尝试培养角膜，但如今倚靠这项技术将能大量生产，甚至一天可以制造出数百份。在技术发展之下，运用 3D 打印制造人体组织的类似研究在世界各地都有出现，诸如血管、皮肤等一些简单的身体结构已十分常见，但是3D人体器官打印面临着一系列挑战，也是目前这项技术无法在全球推广的原因。　

　　用于救命用移植的器官在全球各地都非常短缺。例如，在英国，要进行肾脏移植的话，通过国家医疗服务体系（NHS），平均要等待944天之久。在美国，每年约有90万死亡案例，或者三分之一的死亡案例，是可以通过器官或者工程化组织的移植避免或者延迟。然而，肝脏、肺和其它的器官供不应求。

　　每年有数以万计的病患在等待合适的器官移植，设想一下，如果我们能够根据需要“打印”人体器官，病人就可以免去漫长的等待时间。3D打印技术面世三十年来，与人们的生活越来越紧密。

　　虽然“3D打印”不再像刚出现时那么吸引眼球，但在这个新兴领域时常有好消息传来。如今，我们不仅能用塑料作为“墨水”打印零件，金属、陶瓷甚至人体细胞都可被注入“墨盒”进行操作。2014年，人们“打印”出软骨组织；2015年，又成功“打印”出供医学研究用的肾脏组织。

　　3D人体器官打印的出现

　　事实上，很早以前，研究人员就已经在实验室里培植人体器官，但是直到上世纪90年代，“生物打印”才突然引起人们的关注。这一切得感谢威克弗里斯特再生医学研究院科学家，他们3D打印出来了人造膀胱。本世纪初，克莱姆森大学生物工程师托马斯·博兰（Thomas Boland ）开始利用喷墨打印机来分离生物“墨水”，并最终打印出3D物体。2007年，第一家生物打印公司Organovo成立。这家公司打印的肝脏组织样本用于药物测试和研究。然而，囿于规模、结构和细胞存活时间方面的限制，大部分这样的打印产物只存在于实验室中，很少作为可用的器官进行移植。

　　而美国维克森林大学的研究团队在《自然生物科技》杂志上发表论文称，他们把通过3D打印出的“耳朵”移植到小鼠体内，两个月后，植入的耳朵保持了形状，而且还生成了适当的软骨组织。也就是说，这些从打印机里诞生的组织能够在生物体内正常存活并生长。进一步设想，如果这项技术能用在人体上，那医生就能直接用病人自己的细胞，打印出替代性的人体组织或器官，这将是再生学领域的一大跳跃进步。对于失去耳朵的患者来说，如果可以用自己的细胞打印个真实的耳朵，不仅舒适度要比仿生耳朵好得多，也不会有排异反应。

　　3D 打印流程：“设计蓝图”必不可少

　　3D人体器官打印和塑料雕像打印之间的原理极为相似：都一个墨盒和喷头，它们可以喷出“墨水”，并且逐层喷墨。不过，两者之间又有明显不同。

　　我们都知道大多数器官的样子，但是想要打印出适合某个个体的器官，需要先对病人进行CT扫描，然后制出一张“设计蓝图”，对细胞在每层组织中的位置做详细说明。

　　生物打印机使用的材料并非是PVC塑料或金属，而是人体细胞以及黏合剂。除了使用真正的细胞之外，生物打印机也可以使用干细胞、生物工程材料和其他人体不会排斥的替代物质。例如，2012年，一位83岁的比利时老太太曾成功移植了3D打印的“钛下巴”，2013年，美国一名男子移植了3D打印的“塑料头骨”。

　　3D打印器官的未来

　　一旦样本打印出来后，需要将其放到培养器中，以便细胞能够“融合”，彼此之间和谐相处，如同真的器官一样。这一点也是当今3D人体器官打印面临的真正难题。它也是目前这项技术无法在全球推广的原因。另外，康奈尔大学生物工程师胡迪·利普森（Hod Lipson）指出，目前还没哪一种软件强大到可以建立非常详细的器官模型，供研究人员打印3D器官前做参考。

　　近日，陈海泉教授率复旦大学附属肿瘤医院胸外科手术团队，在国内首次成功实施一例超高难度胸顶部肿瘤切除术。他们在国内率先应用3D打印技术为患者“私人定制”全仿真肺部病灶模型，精准“铆牢”切除范围和肿瘤位置，成功为一名口底癌患者摘除胸部转移病灶。

　　52岁的患者金先生，2006年首次检查出口底肿瘤并进行了切除手术，后分别于2012年及2015年复发，先后进行过2次口底肿瘤根治术。2016年年中，患者口底肿瘤病灶已经从口腔“跑”到了左肺上叶顶部，是临床中较为罕见的胸顶部肿瘤。

　　由于胸顶部肿瘤本身解剖结构的特殊性与复杂性，肿瘤位置时常与肋间神经、星状神经节、椎体及重要大血管毗邻，常规手术切除方式通常因手术视野“局限”，切口暴露位置狭窄，故而患者通常面临血管及神经损伤的巨大风险，相应术后并发症发生比例高。经过多学科综合诊治团队讨论和术前严格评估之后，专家团队决定采用国际上最为先进 CT三维重建图像融合和3D打印快速成型技术，根据患者肿瘤侵犯的位置、大小及空间形状，在3天内便为患者"私人定制"了1;1的胸顶部转移病灶塑胶模型。

　　3D打印技术已经在医疗健康领域得到了临床应用，复杂的人体器官结合3D打印，减少了患者的伤痛，加快了恢复的速度。这一成果的取得将是医学发展中巨大的进步，或影响我们的将来。如果人体实验证明这一成果的安全性和可靠性，这一成果奖拯救数以千计苦苦等待器官移植的患者。在未来，器官捐献或许将变得非常简单，只需要按下「打印」键即可。然而让我们陷入沉思的是，在未来的某一年，3D 打印的肾脏能够像如今的药品一样，在各类媒体上大肆广告宣传吗？如果当这一切都成真的时候，我们还属于人类吗？这也是3D打印器官的挑战：如何阻止人类利用 3D 打印技术，打印一颗理论上比现有健康的心脏更好的心脏，使他们获得更长久的生命？尽管我们能够利用 3D 打印技术打印一对耳朵，打印颚骨，以及肾脏，但是无法打印人类最纯真的笑容，一个笨拙的笑容将是这一切看上去与机器人并无差异。无疑，3D打印器官这是一项跨领域的巨大的进步，但前提是它的目的是积极的，而不是把人类变成3D打印产品。

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