如何實(shí)現(xiàn)3D打印人體組織

Aspect Biosystems 位于加拿大溫哥華，是一家屢獲殊榮的生物技術(shù)初創(chuàng)公司，專門從事3D生物打印和人體組織工程。該公司生產(chǎn)的一款3D打印機(jī)，可以通過3D打印制造出具有全面生物功能的人體組織，并可被用于危險或?qū)嶒?yàn)性藥物的測試中，最終還可能制造出可移植的生物打印器官。

Aspect Biosystems是由加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)的一群研究人員創(chuàng)建，啟動資金是該校的導(dǎo)師創(chuàng)業(yè)組織entrepreneurship@UBC。其獨(dú)有的生物打印技術(shù)是將活細(xì)胞材料放入液化的水凝膠，再注入3D打印機(jī)中，逐層擠壓成特定的形狀。制作出的活生物結(jié)構(gòu)將被放置起來進(jìn)行孵化和培養(yǎng)，讓其可以開始作用，創(chuàng)造出擁有生物學(xué)功能的活體組織。

近年來，為使動物免于再受傷害，人們對藥物測試替代方法的需求變得日益迫切。而且，動物試驗(yàn)對許多疾病和狀況會產(chǎn)生不一致或假陽性反應(yīng)，使得其無法在人體試驗(yàn)中進(jìn)行模擬。利用生物打印的類人體組織進(jìn)行藥物測試，能消除動物試驗(yàn)固有的不可靠性，并節(jié)省藥物開發(fā)的支出。

利用生物打印的人體組織來測試藥物，將大大減少、甚至逐步消除進(jìn)行動物試驗(yàn)的需求。在動物試驗(yàn)中可能有效的動物模型，常常在人體模型中不能正常工作，浪費(fèi)了寶貴的研究時間和金錢;而有了生物打印的人體組織，人們將不用再在擴(kuò)展試驗(yàn)上耗費(fèi)時間和金錢。此外，它還可以找出對人體生理奏效的治療方法;而在過去，這些方法很可能因?yàn)樵趧游镌囼?yàn)中表現(xiàn)不佳，在初始階段就被淘汰。但Aspect Biosystems的雄心還遠(yuǎn)不僅僅局限于藥物測試;對于自己的技術(shù)，他們有著更遠(yuǎn)大的計(jì)劃。

“我們的經(jīng)營策略是從低做起，而藥物開發(fā)市場絕對是我們在短期內(nèi)最好和最重要的戰(zhàn)略機(jī)遇。在未來，個性化醫(yī)療將是人們亟待開發(fā)的廣大市場;從更長遠(yuǎn)來說，我們還為可植入的器官結(jié)構(gòu)——可能是部分、而不是完整的器官，打開了一扇新的大門”， Aspect Biosystems的聯(lián)合創(chuàng)始人Konrad Walus在The Vancouver Sun最近的一次采訪中如是說，“如果未來一切順利的話，人們可以迎來人工制作替代器官的時代。”

該技術(shù)還可以有其他應(yīng)用，即利用特定患者的個體細(xì)胞物質(zhì)，來創(chuàng)建與該患者有遺傳匹配度的3D打印生物物質(zhì)。這將允許人們篩除掉患者有不良反應(yīng)的藥物，或者對各種可用的治療方法進(jìn)行測試，以找到一個對特定患者效果最好、傷害最少的藥物及方法。例如，對于癌癥患者來說，許多治療方法往往和疾病本身一樣致命，有了這項(xiàng)技術(shù)，他們便可以復(fù)制患者的腫瘤細(xì)胞，以便讓醫(yī)生和研究人員找出針對該患者的、具有最少風(fēng)險和不良反應(yīng)的治療方法。

以上這些僅僅是生物打印在醫(yī)療行業(yè)有所作為的開始。隨著技術(shù)的不斷精湛，一切的限制都將不復(fù)存在。從3D打印的測試材料開始，接下來是生物打印的器官，然后再會有定制的器官。如果患者心臟功能較弱，就可以通過3D打印來獲取一個健康的模型;對于整形愛好者，也可以通過生物打印做一個新的鼻子，而不是再花時間重塑自己本身的五官;在環(huán)境污染日益嚴(yán)重的今天，許多民眾正忍受著污染引起的肺部不適，而生物打印的肺將會為他們提供幫助，緩解其呼吸困難之苦。

對現(xiàn)在的我們來說，這一切聽起來也許像是科幻小說;但二十年前，人們也想象不到如今已能用鈦在3D打印技術(shù)下制造火箭發(fā)動機(jī)，而有著這種發(fā)動機(jī)的火箭最近剛剛升空——這便是3D生物打印帶給人們的未來，這便是醫(yī)學(xué)科學(xué)的未來。在短短幾年間，它的進(jìn)步就已經(jīng)如此驚人，它的時代的到來，必將遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于大多數(shù)人們的想象。