【科技】生物打印将“印”出器官移植新篇章

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生物印刷技术利用三维印刷技术处理医学问题，在器官和组织发育过程中，可以在空间上正确排列细胞、蛋白质、基因、药物和其他生物活性物质。 这项技术是医学行业具有革命意义的重大突破，已经受到全世界科学家和一般大众的关注。

生物印刷技术:应用潜力大的医学革命

生物印刷技术是以软件的分层离散和数控成形的方式成形生物材料，其主要利用技术包括三维生物喷墨、纤维挤压成形和激光辅助细胞印刷。 这项技术的出现预示着医学的新革命即将到来，人类医疗史将被改写。

这项技术在医学行业有着广泛的应用前景。 目前已用于个性化生物医药材料的制造、药物的检测和筛选、癌症和其他许多疾病研究等。 利用生物印刷技术制造器官和组织开辟了器官移植的新时代，给人类健康带来了福音。 利用生物印刷技术制造生物器官的研究现在正在盛行，随着该技术的迅速发展，移植器官资源不足的问题会得到比较有效的缓解，器官移植的价格也会大幅下降。 另外，利用生物印花制造的器官移植，可以比较有效地减少生物体排斥反应的发生，可以比较有效地提高移植成功率。

目前，利用生物印刷技术制造生物组织和器官的方法有两种，一种是制造具有血管的生物组织和器官的体外印刷技术，另一种是用于在病变部直接进行组织再生的体内印刷技术。

体外生物印刷:可以制造有血管的组织和器官

利用体外生物印刷技术制造完整、具有生物活性的器官具有广泛的应用前景，但该技术仍有很多困难。 许多生物学、生物印刷技术、生物印刷材料、生物印刷后的成熟过程等多个方面都有很多技术限制。 因此科学家首先把重点放在利用生物印刷技术建立生物组织上。

体外印刷生物组织是一个非常尖端精密复杂的过程，需要分级排列多层细胞，在组织内生成血管互联网系统。 科学家利用体外生物印刷技术制造了多种生物组织，其中人工印刷的气管、下颌和软骨组织已经临床治疗成功。 但是，很难制造心脏、胰脏、肝脏等耗氧速度高的组织。 其第一个问题是，在上述器官的血管脉络中，如何整合动脉、静脉和毛细血管。 因为在亚微米左右印刷毛细血管是非常困难的。 科学家首先印刷大血管，然后从大血管自然地制作毛细血管实现了毛细血管的印刷。 另外，科学家们印刷了连接血管和相邻毛细血管的通道，完成了血管的重建。

生物印刷材料及其印刷后的生长过程对体外印刷生物组织也很重要。 生物印刷的材料影响生物组织的生化(如生长因子、粘附因子和信号蛋白)和物理学特征(如细胞外基质的机械强度和结构稳定性等)，影响细胞的生存、分裂和分化环境。 生物印刷材料在生物印刷后不溶解，将需要机械强度和结构稳定性高的干细胞分化为组织特异的细胞系在器官移植后不会发生免疫反应。 而且，生物油墨必须能够迅速固化成型，而且价格低廉材料丰富。 现在许多天然或人工合成的生物墨水被用于印刷制造生物组织。 生物印刷后续过程中的机械和化学刺激对组织的生长和发育也有重要的影响。

体内生物打印:在病变部位直接再生组织

体内的生物印刷主要利用生物喷墨印刷技术，可以在病变部位直接使组织和器官重新生长，合并成原来的组织。 利用该技术制作的皮肤细胞比较有效地治疗烧伤，对战场和灾区救治伤员起着很大的作用。

体内印刷技术对病变部位直接进行组织再生非常有效。 这项技术在临床应用中有很多优点。 首先，在病变部直接印刷生物组织时，不需要根据病变部的几何性状预先制作成形模，可以减少污染，提高细胞活性。 第二，在制造具有特殊功能的生物组织时，可以在体内直接印刷干细胞，然后分化成人类需要的细胞类型。 第三，体内的印刷可以在体内的缺陷部位正确排列细胞、基因和其他生物活性物质，而不会变形。 另外，体内印刷技术可以精细地控制组织，例如在不同的细胞层印刷不同的细胞因子。 第四，体内印刷术可以在不规则形状的病变部位准确地制造组织和器官，直接进行组织再生。 第五，体内印刷技术可以利用自动打印机在体内不均匀的病变部位进行多立场的生物印刷。

由于有很多优点，体内的生物印刷技术被广泛应用于医学行业，但这仍然需要很多探索和实践。