猛犸

2008年7月，英國(guó)巴斯大學(xué)的研究者發(fā)明了一臺(tái)機(jī)器人。雖然它長(zhǎng)得不好看，但卻有前所未見的能力——能夠制造出和自己一樣的復(fù)制品，也能制造出諸如拖鞋、牙刷或者衣架這樣的小物件。這臺(tái)機(jī)器人就是一部3D打印機(jī)。

實(shí)際上，3D打印機(jī)的原理和噴墨打印機(jī)相當(dāng)類似：一個(gè)活動(dòng)的打印噴頭在電腦的指令下移動(dòng)，在合適的位置噴出墨水。這兩者最大的不同則在于，3D打印機(jī)的噴頭不僅能在平面上移動(dòng)，還能夠垂直移動(dòng)。它的打印過(guò)程就像是將一層層剖面圖疊加在一起，最后制造出一個(gè)立體的結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)在，3D打印機(jī)又有了新的用途，它可以通過(guò)特定的打印介質(zhì)制作出更神奇的東西，比如人體組織。

美國(guó)馬薩諸塞州總醫(yī)院的杰伊·瓦坎蒂用3D打印機(jī)制造了一個(gè)人耳軟骨形狀的可降解支架，放進(jìn)牛的成軟骨細(xì)胞，并將其植入一只裸鼠的皮下。幾個(gè)月后，發(fā)育的軟骨組織逐漸滲透進(jìn)這個(gè)支架，并且將支架降解掉，于是就得到了一只體外培養(yǎng)的人耳。

瑞士伯爾尼英賽爾醫(yī)院的研究人員使用3D打印機(jī)同樣成功制造出了尺寸精確的人拇指骨，而他們只需要一些簡(jiǎn)單的材料：高精度的3D結(jié)構(gòu)圖、三鈣磷酸鹽和聚乳酸，以及一些能夠發(fā)育成骨骼的干細(xì)胞。在這里，三鈣磷酸鹽和聚乳酸會(huì)形成堅(jiān)硬的結(jié)構(gòu)，它們可以起到支撐的作用，而那些只由柔軟的細(xì)胞組成的器官并沒有這些支撐物。

看起來(lái)，柔軟的細(xì)胞也許更適合打印接近于平面的器官，例如皮膚和纖細(xì)的血管。英國(guó)曼徹斯特大學(xué)已經(jīng)使用這種方式打印出了人類的皮膚，且打印出的細(xì)胞成活率居然達(dá)到了95%以上。

日本國(guó)立富山大學(xué)的中村直人則用這種方式制造出了血管，他使用與彩色噴墨打印機(jī)類似的技術(shù)，用幾種不同的細(xì)胞制造出了有兩層結(jié)構(gòu)的血管——和人類血管的三層結(jié)構(gòu)只有一步之遙。

正是這種能夠打印立體結(jié)構(gòu)的功能，讓研究者們開始嘗試使用3D打印機(jī)來(lái)制造人體器官，比如一個(gè)可供移植的、只為某人定制的肝臟，而且絕對(duì)不會(huì)產(chǎn)生排異反應(yīng)。

目前，在世界各地的實(shí)驗(yàn)室里，化學(xué)、生物、醫(yī)藥和工程學(xué)領(lǐng)域的專家們正致力于研究實(shí)現(xiàn)這一大膽目標(biāo)的多元途徑，即用病患自己的細(xì)胞打印出功能齊全的肝、腎或者心臟。如果他們成功了，等待器官捐獻(xiàn)的病患名單將成為過(guò)去時(shí)。

據(jù)預(yù)測(cè)，生物打印技術(shù)要打印出這么復(fù)雜的器官可能還要好幾年甚至幾十年的時(shí)間。而且，科學(xué)家稱最大的技術(shù)困難并不是制造器官本身，而是復(fù)制器官內(nèi)部錯(cuò)綜復(fù)雜的血管網(wǎng)絡(luò)，這些血管主要起到滋養(yǎng)器官、為器官提供氧氣的作用。

許多組織工程學(xué)家認(rèn)為，最好的辦法可能是打印出一個(gè)器官最大的連接性血管，然后給那些大血管細(xì)胞留出充足的時(shí)間、空間和理想環(huán)境，從而自造剩余血管，器官便可以被植入體內(nèi)。

雖然，目前這種打印技術(shù)只能制造出一些簡(jiǎn)單的組織和器官，離打印復(fù)雜人體器官的目標(biāo)還有一定的距離，但是研究者們對(duì)此充滿信心。也許在不遠(yuǎn)的將來(lái)，人類的器官就能成為可替換的設(shè)備了，到那時(shí)，換個(gè)心臟就像換副新眼鏡那么簡(jiǎn)單。

編輯/申冬梅