一臺看似古董的黑色打印機，利用結(jié)構(gòu)小巧、配合精準(zhǔn)的雙噴頭，在特制的空間旋轉(zhuǎn)桿上，兩分鐘之內(nèi)就打印出10厘米的血管。

　　“他們現(xiàn)在用3D打印制造人工血管，以后可能還會制造其他的人工器官組織。他們是不是可以做人工大腦，這樣我就會變得更聰明。”華爾街的風(fēng)云人物，國際投資家吉姆·羅杰斯參觀四川藍(lán)光英諾生物科技股份有限公司后如是說。10月25日，該公司宣布具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的863項目——3D生物打印血管項目獲得重大突破，全球首創(chuàng)3D生物血管打印機成功問世。

　　血管可以被打印出來？我們離打印器官還有多遠(yuǎn)？這么科幻的技術(shù)是怎樣走入你我的生活？

　　經(jīng)過了解，一個以干細(xì)胞為核心，包括醫(yī)療影像云平臺、生物墨汁、3D生物打印機和打印后處理系統(tǒng)四大核心技術(shù)體系的3D生物打印技術(shù)體系已經(jīng)逐漸完備。有了這套技術(shù)體系，使得器官的再造在未來成為可能。

　　此3D打印非彼3D打印

　　3D打印也被稱為增材制造，是快速成型技術(shù)的一種，一般以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬、塑料或樹脂等可黏合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。

　　不同于市面上現(xiàn)有的3D生物打印機，3D生物血管打印機可以打印出血管獨有的中空結(jié)構(gòu)、多層不同種類細(xì)胞。這是世界首創(chuàng)。“兩者根本性的區(qū)別，在于活性。即3D生物打印是打印出含有細(xì)胞成分并具有生物學(xué)活性的產(chǎn)品。”藍(lán)光英諾董事長任東川說。

　　兩個打印碰頭源源不斷地噴出由“生物磚”組成的生物墨汁，打印一根10厘米長的血管，僅需兩分鐘。我國首批“千人計劃”專家、藍(lán)光應(yīng)諾首席科學(xué)家康裕建描述了大致過程：首先是內(nèi)皮細(xì)胞，然后是平滑肌細(xì)胞，最后是成纖維細(xì)胞，每一層，用到的生物墨汁并不一樣，富含不同的營養(yǎng)成分，通過打印桿上一層特殊的冷凝材料不斷滲透、滋養(yǎng)每個細(xì)胞層的打印過程……在0—4攝氏度的環(huán)境下，3D生物打印血管初具雛形；當(dāng)周邊環(huán)境逐步提升到常溫，冷凝材料從已塑型的打印血管內(nèi)剝脫；打印血管也將置于營養(yǎng)液環(huán)境中，慢慢擁有活性，直到可以與其他器官、組織“自然結(jié)合”……

　　“血管是有層次的，不但要做分層，而且每一層有不同的細(xì)胞，每種細(xì)胞有不同的功能，這是做3D生物血管打印最大的挑戰(zhàn)。”康裕建說。

　　2001年，康裕建在美國路易維爾大學(xué)工作期間，曾參與并幫助該校成功實施了世界第一例全心臟移植手術(shù)。這類手術(shù)一共進(jìn)行了14例，但每例價格高達(dá)25萬美元，而且需要150磅體重以上成年男性才能承受的手術(shù)要求，讓該手術(shù)深受成本、應(yīng)用范圍及生產(chǎn)工藝?yán)_，無法獲得美國FDA批準(zhǔn)。

　　3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，讓康裕建想到了解決難題的路徑。他攜團隊打印出了人工心臟，并在豬身上實現(xiàn)了世界首例3D打印人工心臟全新置換手術(shù)的成功，但作為生物學(xué)家，他深知還有難題沒有解決——因為不具備生物活性，無法解決血管內(nèi)皮化、血管堵塞等問題。如何能把以上兩個問題結(jié)合起來？

　　一個胚胎干細(xì)胞能在不同的時間分化生長為不同的器官，最終成為一個完整的人，但卻沒有人能清楚地解釋為什么它能在不同的時間產(chǎn)生不同的分化。康裕建對此展開了研究。干細(xì)胞+3D打印=3D生物打印的概念就此誕生。

　　核心的核心 不是磚的磚

　　3D生物血管打印的核心技術(shù)是生物磚（Biosynsphere）。康裕建自信地表示這個詞匯終將會被收入《大英百科全書》。

　　生物磚并不是磚塊，也非方方正正之形，這是一種新型的、精準(zhǔn)的、具有仿生功能的干細(xì)胞培養(yǎng)體系。它可以利用含種子細(xì)胞（干細(xì)胞、已分化細(xì)胞等）、生長因子和營養(yǎng)成分的“生物墨汁”，結(jié)合其他材料層層“打印”出具有生物活性的產(chǎn)品，再經(jīng)培育處理，形成有生理功能的組織結(jié)構(gòu)。“它有一個殼，這個殼不是簡單的雞蛋殼，而是有功能，可生物降解、具有力學(xué)強度和抗機械損傷能力。而里面是細(xì)胞生長因子和成千上萬種的營養(yǎng)成分。”

　　“在過去的15年中，我只做了一件事——專注于再生醫(yī)學(xué)和干細(xì)胞研究領(lǐng)域。”康裕建表示。憑借15年的積累和持續(xù)研究，他將具有開創(chuàng)性意義的“生物磚”技術(shù)，用于復(fù)制胚胎發(fā)育時期的各種微環(huán)境，使干細(xì)胞在體外可以得到精確的定向分化控制，讓器官打印成為可能，拿到了器官再造的“鑰匙”。

　　一條3D生物打印創(chuàng)新鏈

　　中國工程院院士戴尅戎告訴記者，“3D生物打印的定制性對于個性化治療是個福音”。對此康裕建表示，“如果我們兩個人都是需要一根頭部的血管，但是你我的血管不一樣，你的血管給我，我的血管給你，都可能出現(xiàn)問題。所以我們需要把個性化的信息做出來，大家知道云計算，我們也需要更精準(zhǔn)的能將每個人能夠區(qū)別出來的計算方法。”

　　據(jù)介紹，藍(lán)光英諾已經(jīng)打造了一個以干細(xì)胞為核心，包括醫(yī)療影像云平臺、生物墨汁、3D生物打印機和打印后處理系統(tǒng)四大核心技術(shù)體系的3D生物打印技術(shù)體系。藍(lán)光英諾希望借助其體系，建立3D生物打印創(chuàng)新鏈，和世界范圍內(nèi)各大醫(yī)療機構(gòu)、科研院所等共同拓展3D生物打印技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，并由此產(chǎn)生滿足個性化健康需求的產(chǎn)業(yè)鏈，推動大健康產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展。

　　據(jù)了解，以生物磚技術(shù)為核心的3D生物打印將在基礎(chǔ)研究（3D細(xì)胞培養(yǎng)，胚胎學(xué)研究、細(xì)胞疾病模型）、臨床應(yīng)用（細(xì)胞治療、誘導(dǎo)組織再生、誘導(dǎo)血管再生）、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用（用藥預(yù)測、損傷修復(fù)、再生醫(yī)學(xué)、修復(fù)、替代病變組織和器官）等領(lǐng)域發(fā)揮突破性作用。任東川說，“尤其是那些渴望創(chuàng)新性思維的醫(yī)學(xué)機構(gòu)，是我們首選的合作目標(biāo)。”

　　“以藥物研發(fā)為例，以往的體外細(xì)胞研究是基于二維空間的平面實驗，但人體環(huán)境是三維空間，二維空間的平面實驗得到的結(jié)果很難真實反應(yīng)人體真實情況，由此帶來治病機制和藥物研究的結(jié)果最終難以用于臨床。同時在藥物運用到人體前，還需要先在動物身上進(jìn)行試驗，也有部分對動物有效的藥物可能對人體無效而最終不能用于臨床，還有些病毒因只在人體傳播，動物不具有實驗性，沒有合適的動物檢測模型，而限制了藥物的開發(fā)范疇。”康裕建說，“3D生物打印技術(shù)能實現(xiàn)這樣的研究突破，我們愿意和那些渴望突破研發(fā)瓶頸的機構(gòu)合作，助力他們實現(xiàn)科研成果轉(zhuǎn)化和發(fā)展。因為借助3D生物打印和生物磚，直接取自人體干細(xì)胞，其生理和病理狀態(tài)以及對藥物的反應(yīng)都最接近于人體，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有的二維細(xì)胞培養(yǎng)和動物實驗。因此對新藥研發(fā)、藥敏篩查、藥物毒性和安全性檢測等諸多方面都可能優(yōu)于現(xiàn)有的研究和檢測系統(tǒng)，其結(jié)果也更加仿生、精準(zhǔn)、安全、有效。”

　　醫(yī)療影像云平臺更是3D生物打印的前期應(yīng)用市場。它可以衍生出3D看片系統(tǒng)，實現(xiàn)醫(yī)患交互式看片、問診系統(tǒng)。患者可以將自己的二維影像數(shù)據(jù)上傳至平臺，轉(zhuǎn)化為三維影像，直觀表現(xiàn)出患者病灶便于患者了解病情，降低醫(yī)患溝通難度，在此基礎(chǔ)上患者可選擇適合自己的醫(yī)生，進(jìn)行相關(guān)診斷咨詢。還可以幫助醫(yī)院升級現(xiàn)有信息化系統(tǒng)，提升歷史病歷數(shù)字化能力和大數(shù)據(jù)挖掘能力，實現(xiàn)中小型醫(yī)院遠(yuǎn)程會診。

　　“醫(yī)療影像云平臺還能在手術(shù)仿真、手術(shù)導(dǎo)航、術(shù)前模擬等方面發(fā)揮作用，提高手術(shù)成功率，減少真實手術(shù)時間，降低患者痛苦。同時，將醫(yī)學(xué)病例存入數(shù)據(jù)庫，不斷優(yōu)化醫(yī)療方案和手術(shù)流程，為智慧醫(yī)療奠定基礎(chǔ)。”任東川說，與四川大學(xué)華西醫(yī)院在3D影像系統(tǒng)的運用方面已有成功經(jīng)驗。

　　除了公司的首席科學(xué)家，康裕建的頭銜有很多，中組部首批“千人計劃”國家特聘專家、美國毒理科學(xué)院院士、國際再生醫(yī)學(xué)研究應(yīng)用與規(guī)范聯(lián)盟主席、中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟生物醫(yī)學(xué)3D打印理事會執(zhí)行主席等，他在跟記者溝通時說道，“我們不要宣傳我們是第一，我們沒有必要爭那個第一，我們做的這個事我們認(rèn)為僅僅是一個有用的事，我希望我們通過這樣一個平臺，能夠為大家制造出一個每個人都可以成為第一的平臺，就像我們在座的，每一個人都可以找到一個方向和我們合作，成為你各自的第一。”