3D组织工程中的3D生物打印技术

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　　组织工程学经过近30余年的发展，已经取得了长足的进步，从早期的静态培养模式，到后来应用生物反应器促进细胞生长。近年来，研究者越来越重视细胞局部微环境和组织局部微结构对细胞生长、发育的影响，促使研究者利用仿生学等原理，着眼于体外构建适合组织细胞生长的显微结构，尽可能地模拟体内环境，从而协调不同细胞的增殖、分化、迁移和凋亡等。因此，组织工程学的关键在于构建一个能够维持细胞活力、利于细胞营养输送的三维微环境，并且该微环境能够提供足够的机械强度，便于不同细胞间的信号传导。

　　组织工程构建最关键的原材料是种子细胞和支架材料，而最初用于制造工业的快速成型技术将二者可以融合起来以完成三维构建目的。快速成型技术是多种三维构建技术的总称，包括选择性激光烧结、熔融沉积成型、立体光刻技术以及3D生物打印技术。

　　因此，3D生物打印技术是组织工程学构建的一个分支学科。归纳起来，3D生物打印就是借助影像技术(CT、MRI)资料的辅助，应用CAD技术虚拟出组织或器官的三维结构，然后将这些三维实体模型数据分为片层模型数据，快速成型机根据这些数据，利用相应的材料，逐层创建出实体，每一个薄层都贴敷到前一个，直到完成整个实体的构建。

　　因此，3d打印可以分为3个基本步骤：前加工即组织/器官模型文件的设计开发；组织/器官的打印；后处理即拥有生物活性和形态的组织/器官的加工成熟(即增殖)。比起其他组织工程学的体外构建技术，3D生物打印技术具有精度高、构建速度快、可按需制作，以满足个体化医学治疗的需求、排异反应低等优势。同时也面临不小的挑战，包括生物力学方面、支架材料的选择、无菌环境的保证、打印构建物的成型、打印构建物的血供、打印构建物的长期存活等。因此，3D生物打印技术目前还不是一项完全成熟的技术，还需要研究者的不懈努力及攻关，目前还未能广泛应用于临床。

　　尽管如此，国内外不少研究中心及实验室已经广泛进行了3D生物打印技术的临床实验，其最多应用于骨与软骨组织工程，另外在口腔医学、美容医学等各个临床领域也都开花结果。总之，三维生物打印技术是组织工程学三维立体结构构建技术中的一种，其有广泛的应用前景，是当前生命科学领域、材料学领域、工程学领域、药学领域等多学科研究的热点。

　　如果“生物打印”技术成熟，也许在未来的几十年间，人体器官就能够被随时替换，从而延长人类的生命周期。但其未来发展的路还很遥远，它的发展，它所面临的问题，必然需要各学科的共同努力，需要各学科的整合，各学科的突破，才能够最终实现。