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杭州５月２７日电（记者余靖静）在整个３Ｄ打印产业中，生物３Ｄ打印技术一直处于金字塔尖的位置。生物３Ｄ打印技术如何改善人类健康？医生与工程师该如何合作？５月下旬在杭州举行的第二届Ｒｅｇｅｎｏｖｏ生物３Ｄ打印学术高峰论坛上，多位科学家进行了探讨。
临床应用集中于骨科与创伤修复
据科学家们介绍，目前生物３Ｄ打印技术在临床上的应用，主要集中在骨科与创伤修复等领域。
中国工程院院士戴尅戎说，３Ｄ打印技术可对四肢所有关节、骨头进行定制。他所带领的团队已为数百位病人制作出个体化的骨关节修复假体。在３Ｄ打印的模型上进行假体的模拟安装，不断修改，直到符合病人的需要，大大提高疗效与安全性。
“利用新一代的生物３Ｄ打印机，我们现在能直接在体外构建含有汗腺的组织工程皮肤。”中国工程院院士付小兵说。他带领的团队对一位严重烧伤的患者进行了约１０年的随访，证明再生汗腺仍然具有正常的发汗功能，没有不良反应。
而在基础研究阶段，科学家们通过生物３Ｄ打印技术已经成功创造出功能性膀胱、血管等，有待临床研究。
大连医科大学附属第一医院副院长刘晶介绍说，有科学家探索打印膝盖半月板，他们利用可降解塑料支架，以及蛋白质生长系统，让支架在不同阶段释放不同点生长因子，以“吸引”人体自身的干细胞，诱导其行成半月板组织。“这些基础研究成果迫切需要临床试验的验证。”刘晶说。
亟待新材料与新设备的研发
据介绍，目前生物３Ｄ打印出来的人体结构或组织，虽然具备外形或拥有部分力学性能的特点，但尚未具备完整的新陈代谢、解毒、造尿等器官功能。科学家们认为，在未来，随着生物材料的研发，加上生物３Ｄ打印装备的开发，会使３Ｄ打印具有功能的组织器官得到发展。
戴尅戎说，３Ｄ技术的关键之一在于生物材料，因为人的组织不同，当各种细胞赖以生存附着的材料都能被打印时，才能满足不同需求，
刘晶说，成功的生物３Ｄ打印，需要保证细胞的活性、细胞能和原有的组织保持同样的形态，并实现它组织功能的特征。
“目前，生物３Ｄ打印材料，正从无生物相容性材料、生物相容性材料，可降解生物相容性材料向打印专用生物材料方向发展。”杭州电子科技大学教授徐铭恩说。
清华大学教授危岩带领的团队设计出了一种智能响应性高分子材料，有着热、电、光、ｐＨ、金属离子与氧化还原剂等六种响应模式，兼具自修复、智能响应、形状记忆等多种功能，被称为“多功能材料之王”。
台湾大学教授徐善慧说，要打印器官，尤其是肾脏、肝脏这种大型组织，血管网络的形成是非常重要的一个瓶颈。她认为，面向生物３Ｄ打印墨水的研发，天然高分子生物相容性好，合成高分子有易于成型的优点，需将两者优势结合起来。
另一方面，关于生物３Ｄ打印设备，徐铭恩认为，将从非专用设备、专用设备向高通量、集成化专用装备方向发展。
“细胞３Ｄ打印的最求的最高精度，是实现单细胞的打印。”徐铭恩说，他们团队曾用光镊的技术捕捉细胞，将其运送到相应的位置上去，但光束对细胞的损伤较大，未来会尝试使用声波镊技术。
徐铭恩说，目前打印装备的打印精度越高也意味着制造速度较慢，他提出高通量集成化生物３Ｄ打印的概念，目前正与团队一起向这个方向发展，打印喷头可以兼容多种打印原理并多通道协同，实现大批量打印医疗制品。
医工结合是发展必经之路
与会的科学家们都认为，生物３Ｄ打印涉及生命科学、医学、材料等学科、需要具备系统技术基础，需要医工合作、多学科交叉，一起推动这一新技术的发展。
“结合了组织工程技术的生物打印是生物３Ｄ打印技术的未来方向。”戴尅戎说，医生与工程师的合作，是医学发展必经之路，这有赖于生物材料、干细胞、组织培养等多学科的合作与突破。
徐铭恩认为，目前生物３Ｄ打印在临床转化中，需要解决四个关键问题：难以批量打印品质稳定的医疗制品；缺少与打印技术精准匹配的生物墨水；打印模型对组织功能仿生重建效果差；打印组织成制品缺乏医疗评价与控制标准。
刘晶建议，要推动３Ｄ生物打印产品进入临床研究，需要具有较强的医疗、教学和科研综合能力，并依法获得相关机构资格的三级甲等医院，与企业或院所共建医研企新型协作联盟联合研发平台，双方建立联合实验室，设立临床研究横向攻关课题。
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发表于 2017-5-28 14:23:32