被科學(xué)家們寄予厚望的生物3D打印技術(shù)是如何取得突破的？其發(fā)展究竟能給人類帶來(lái)什么樣的福音？徐銘恩有著自己的理解。

　　記者：把3D打印技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)學(xué)上，價(jià)值何在？

　　徐銘恩：汽車有發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等部件，一旦壞了，可以更換。人的器官也會(huì)衰老，或者受到外力損傷，如何應(yīng)對(duì)？

　　現(xiàn)在的常規(guī)方法是器官移植。但中國(guó)器官移植的患者和供體的數(shù)量比是150：1。即使是那1個(gè)幸運(yùn)兒，由于移植的器官來(lái)自于異體，受到人體的自體免疫系統(tǒng)的排斥，因此一生都要服用抗免疫的抑制劑。

　　有沒(méi)有別的辦法？克隆是一種技術(shù)方案。但目前醫(yī)學(xué)上治療性的克隆，只對(duì)少數(shù)的幾個(gè)疾病開(kāi)放，胚胎培養(yǎng)不能超過(guò)十四天。因?yàn)槟菚r(shí)胚胎的心臟就開(kāi)始跳動(dòng)，神經(jīng)也開(kāi)始發(fā)育，已經(jīng)是一個(gè)生命。所以不管是美國(guó)、英國(guó)還是中國(guó)，對(duì)人的克隆都是明令禁止的。當(dāng)然克隆在技術(shù)上也還有許多問(wèn)題需要解決。

　　3D打印技術(shù)具有的快速性、準(zhǔn)確性及擅長(zhǎng)制作復(fù)雜形狀實(shí)體的特性，使它在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用前景。每個(gè)人的身體構(gòu)造、病理狀況都存在特殊性和差異化，當(dāng)3D打印與醫(yī)學(xué)影像建模等技術(shù)結(jié)合之后，就能夠在人工假體、植入體、人工組織器官的制造方面產(chǎn)生巨大的推動(dòng)效應(yīng)。

　　記者：生物3D打印技術(shù)的發(fā)展，難在何處？

　　徐銘恩：細(xì)胞3D打印的生物學(xué)基礎(chǔ)源自一個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)：把老鼠的動(dòng)脈血管切成一個(gè)個(gè)的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，像甜甜圈一樣，把這些“甜甜圈”全部套起來(lái)，大約72小時(shí)后，這些“甜甜圈”重新長(zhǎng)到一起，形成一個(gè)有功能的、可以輸送血液的血管。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，假如我們?cè)隗w外用一種技術(shù)把細(xì)胞按照它體內(nèi)的結(jié)構(gòu)堆積起來(lái)，是有可能成為功能性的結(jié)構(gòu)的。

　　而在我的實(shí)踐中，第一個(gè)難關(guān)是細(xì)胞的損傷率。最初打印出來(lái)的細(xì)胞，損傷率幾乎達(dá)到90％以上，很多時(shí)候是100％。我剛剛做的時(shí)候，幾乎絕望。大概七八個(gè)月的時(shí)間里，不停地做，每天換三四套實(shí)驗(yàn)方案，換材料、換打印的參數(shù)，半年多以后，終于讓細(xì)胞在里面活下來(lái)了。

　　解決這個(gè)問(wèn)題后，又碰到“幸福的煩惱”，細(xì)胞在里面瘋長(zhǎng)，把整個(gè)結(jié)構(gòu)都填滿了；又或者是，細(xì)胞長(zhǎng)起來(lái)了，但把支架給吃掉了，因?yàn)槲覀冇脕?lái)做支架的材料是對(duì)細(xì)胞有營(yíng)養(yǎng)的物質(zhì)。

　　圍繞這些情況，又進(jìn)行了較長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)。慢慢的，我們可以控制細(xì)胞在里面的生長(zhǎng)，甚至可以控制細(xì)胞在里面的分化。后來(lái)又發(fā)展到能預(yù)留出計(jì)劃中的通道。

　　記者：除了來(lái)修補(bǔ)、替換人的器官以外，3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)上還有哪些應(yīng)用？

　　徐銘恩：細(xì)胞3D打印技術(shù)在藥物研發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用也是非常廣泛的。既有的藥物開(kāi)發(fā)有兩種類型：一種是高通量的分子模型，脫離人肌體的整體環(huán)境，所以篩選是不準(zhǔn)確的；第二種是動(dòng)物模型，動(dòng)物和人是有種間差異的，動(dòng)物身體有效的，到人身上可能就無(wú)效；動(dòng)物身上無(wú)毒的，到人身上可能就有毒。因此藥物的開(kāi)發(fā)產(chǎn)業(yè)投入非常大，但是成功率很低。

　　現(xiàn)在有了3D打印技術(shù)，我們能用打印出來(lái)的人的細(xì)胞或組織器官進(jìn)行藥物篩選，這給整個(gè)藥物篩選體系帶來(lái)革命性的改變。

　　此外，我們也成功完成了一些生物相容的生物支架的打印。生物3D打印的支架在宏觀和微觀結(jié)構(gòu)上都可以很好地契合受損組織的結(jié)構(gòu)需求，這在臨床上在為病人進(jìn)行組織修復(fù)時(shí)，是非常重要和有用的。

　　我們也在嘗試一些更有意思的工作，例如能不能把細(xì)胞打印到芯片上，然后讓細(xì)胞和芯片之間建立信號(hào)的傳導(dǎo)。

　　記者：這個(gè)技術(shù)如果再繼續(xù)發(fā)展下去，會(huì)到什么程度？

　　徐銘恩：也許有一天，我們可以用3D打印的技術(shù)做出人工的、人造的感受器官來(lái)，比如眼睛、鼻子。生物3D打印技術(shù)也可以幫助腦機(jī)接口的科學(xué)家研究清楚細(xì)胞和芯片之間是怎么傳輸信號(hào)的，可以用大腦直接操控機(jī)器。

　　我相信，通過(guò)研究3D打印，一定可以延長(zhǎng)人類的壽命，但我個(gè)人覺(jué)得研究這樣的技術(shù)不是去追求違反自然規(guī)律的永生，能讓每個(gè)人活得更健康長(zhǎng)壽一點(diǎn)、和自然和諧共存才是我們的追求。