文/陳根

隨著科技的不斷發(fā)展，3D器官打印產(chǎn)品不斷問世，從地球走向太空，3D打印開啟“太空制造”新時(shí)代的同時(shí)，也同步進(jìn)行著新一輪的醫(yī)療革新。

事實(shí)上，早在1987年，“再生醫(yī)學(xué)”概念就被提出，且受到全球重視，截至2019年上半年，全球注冊再生醫(yī)學(xué)的公司就達(dá)933家。再生醫(yī)學(xué)技術(shù)與相關(guān)行業(yè)的蓬勃發(fā)展源于背后龐大的需求。

而3D打印技術(shù)為同時(shí)包含有多種細(xì)胞、生長因子和生物材料的復(fù)雜結(jié)構(gòu)組織和器官的制備提供了可能，能夠解決傳統(tǒng)制造技術(shù)的弊端，極大地推動(dòng)再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展。同時(shí)，3D打印技術(shù)具備可重復(fù)性好和效率高等優(yōu)勢，臨以用潛力強(qiáng)。

2019年4月，特拉維夫大學(xué)的研究員使用患者自己的細(xì)胞和生物材料成功“打印“了世界上第一顆2.5厘米的3D血管化心臟。這是全球第一個(gè)完整的3D打印心臟，一度引發(fā)學(xué)界乃至全球的轟動(dòng)。，這也使生物科學(xué)向功能性人體器官打印邁出關(guān)鍵一步。

近日，3D器官打印又有了新的突破。國際空間站上的一名俄羅斯宇航員，剛剛嘗試在太空微重力環(huán)境下進(jìn)行了人體組織的 3D 打印。其借助了俄羅斯研究人員制造的一套磁懸浮裝置，能夠從一些分離的細(xì)胞中制造出人類的軟骨。

事實(shí)上，傳統(tǒng)的人體組織工程再生方法，涉及將細(xì)胞播種到具有生物相容性的“支架”上。一旦細(xì)胞組織完成了 3D 器官的自組裝，支架材料就可被生物降解掉。但是現(xiàn)在，俄羅斯研究人員已經(jīng)提出了更新穎、更靈活的解決方案，擺脫了對支架的依賴。新技術(shù)可使細(xì)胞自行完成組裝，而無需借助生物結(jié)構(gòu)材料。

據(jù)悉，研究人員已使用可移動(dòng)的支撐物和靜電場引導(dǎo)等技術(shù)。此外，在無支架的前提下，還利用了磁懸浮技術(shù)，將細(xì)胞懸浮在含有釓（Gd）離子的順磁性介質(zhì)中，在電場強(qiáng)度和電勢梯度的引導(dǎo)下，組織細(xì)胞可以精確地進(jìn)入特定的位置。

目前所面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)是，在該方法起作用的所需濃度下，離子對細(xì)胞是具有毒性的，且可能導(dǎo)致危險(xiǎn)的壓力不均衡。通過借助微重力環(huán)境下的懸浮組裝，最終完成了這項(xiàng)最新實(shí)驗(yàn)。

這項(xiàng)成功的實(shí)驗(yàn)，意味著在無支架和無毒釓離子水平的環(huán)境下制造 3D 打印人體組織研究方面的最新進(jìn)步?？茖W(xué)家們表示，這項(xiàng)工作有助于開發(fā)出在長期太空飛行中制造再生組織的新技術(shù)。

盡管3D器官打印還有許多科學(xué)問題有待解決，但毫無疑問，3D器官打印將成為學(xué)界面臨且必將攻克的重要一環(huán)。