騰訊數(shù)碼訊（編譯：Newsboy）3D打印機(jī)可以打印出巧克力,、鞋子,、飛機(jī)模型等物體，這聽起來非常有趣,，且充滿神秘感,。不過,，有很多科學(xué)家正在從事著一項(xiàng)枯燥,、但卻對人類有著重大意義的3D打印技術(shù)研究：他們通過打印人體器官來挽救人類生命，來改變?nèi)说纳睢?/p>

設(shè)想一下,，如果我們能夠按照需要打印人體器官,，病人在接受器官移植手術(shù)時(shí)，就免去了漫長的時(shí)間等待,。單在美國,，目前就有78,837名病人正在等待器官捐助。自2014年1月以來,，僅有3,407名病人成功獲得了器官捐贈(zèng),。盡管3D打印人體器官能夠彌補(bǔ)這一空缺，但是,，在這一技術(shù)領(lǐng)域,，我們還處于早期開發(fā)階段。相比塑料玩具打印,，3D打印人體器官要復(fù)雜的多,。

何為3D人體器官打印,？

事實(shí)上,，很早以前，研究人員就已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室里培植人體器官,，但是直到上世紀(jì)90年代,，“生物打印”才突然引起人們的關(guān)注。這一切得感謝威克弗里斯特再生醫(yī)學(xué)研究院科學(xué)家，他們3D打印出來了人造膀胱,。本世紀(jì)初,，克萊姆森大學(xué)生物工程師托馬斯·博蘭（Thomas Boland ）開始利用噴墨打印機(jī)來分離生物“墨水”，并最終打印出3D物體,。

2007年,，第一家生物打印公司Organovo成立。這家公司打印的肝臟組織樣本用于藥物測試和研究,。該公司希望能夠在不遠(yuǎn)的將來開發(fā)出一種能夠正常使用的肝臟,。

3D人體器官如何操作？

盡管3D人體器官打印和塑料雕像打印之間存在很大差異,，但是它們的打印過程是極為相似：兩種打印機(jī)都包括了一個(gè)墨盒和噴頭,，它們可以噴出“墨水”（生物墨），并且是逐層噴墨,。不過,，兩者之間又存在明顯的不同：

-我們都知道大多數(shù)器官的樣子，但是想要打印出適合單個(gè)個(gè)體的器官,，科學(xué)家需要對病人進(jìn)行CT掃描,。然后，他們需要通過計(jì)算機(jī)軟件來分析結(jié)果,，并制出一張“藍(lán)圖”,，這張藍(lán)圖需要對細(xì)胞在每層組織中的位置做詳細(xì)說明。

-生物打印機(jī)使用的并非是PVC 塑料或者金屬,，而是人體細(xì)胞以及粘合劑（粘合劑是用來將所有組織和細(xì)胞結(jié)合在一起）,。除了使用真正的細(xì)胞之外，生物打印機(jī)也可以使用干細(xì)胞,，生物工程材料和其他人體不會(huì)排斥的替代物質(zhì),。比如，2012年,，一位83歲的老婦曾成功移植了3D打印的鈦頜,。2013年，美國一男子頭部移植了3D打印的塑料頭骨,。

-一旦樣本打印出來后,，需要將其放到培養(yǎng)器中，以便細(xì)胞能夠“融合”,，彼此之間能夠和諧相處,，如同真的器官一樣。

最后一點(diǎn)也是當(dāng)今3D人體器官打印面臨的真正難題,，它也是目前這項(xiàng)技術(shù)無法在全球推廣的原因,。

如何克服難題?

威克弗里斯特再生醫(yī)學(xué)研究院主管安東尼·阿塔拉（Anthony Atala）表示,，這是一個(gè)非常復(fù)雜的問題，其中最主要的難題就是尋找到可以用來構(gòu)成人體組織的“材料”,，然后讓其能夠在體外生長,。此外，我們還無法將3D打印器官放置人體后,，使其能夠長時(shí)間緊緊粘合在一起,。人體真正的器官是非常復(fù)雜的，打印出來的細(xì)胞盡管能夠融合在一起,，但并不意味著它們就能夠發(fā)揮功效,。

康奈爾大學(xué)生物工程師胡迪·利普森（Hod Lipson）指出，目前還沒哪一種軟件強(qiáng)大到可以建立非常詳細(xì)的器官模型,，供研究人員打印3D器官前做參考,。

此外，科學(xué)家發(fā)現(xiàn),，血管的搭建也不是一件簡單的事情,。器官需要?jiǎng)用}，靜脈以及毛細(xì)血管來促使血液循環(huán)和體內(nèi)營養(yǎng)的傳輸,。但是,，血管都非常的長、且非常細(xì)微,，呈管狀,，這樣就大大增加了打印的難度。

不過,，即便如此，仍有研究人員對此進(jìn)行過嘗試：今年5月,，布里格姆婦科研究人員使用了一種分子瓊脂糖作為血管模板,。

3D打印器官的未來

到目前為止，在3D打印器官方面,，也出現(xiàn)了很多“半成功”案例,。我們之所以說“半成功”，是因?yàn)樗鼈兇蠖鄶?shù)都無法正常工作,，或者僅僅只能存活幾天時(shí)間,。

比如，Organovo就打印出了一種能夠正常使用的微型人體肝臟,，但是它僅僅存活了40天時(shí)間,。路易斯維爾大學(xué)研究人員在今年四月成功打印出了心臟瓣膜和小靜脈，他們希望在未來能夠使用病人的細(xì)胞打印出一顆可以正常跳動(dòng)的心臟,。

利普森表示,，目前大約有90%等待器官移植的病人在尋找肝臟。利普森自己也在尋找3D打印腎臟的途徑。他在TED講臺上曾展示了一個(gè)3D打印器官模型（無法正常使用）,。此外,，他也闡述了這項(xiàng)技術(shù)的未來潛力。

他表示,，未來,，臺式掃描儀在掃描和評估病人傷口后，就可以直接在病人傷口處打印人體組織,。但是在這之前,，我們需要將生物打印器官和組織先放到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行培育，通過參考準(zhǔn)確無誤的樣本,，將其移植到病人身上,。