3D打印人体器官可能吗？

3D打印人体器官可能吗？

美科研人员声称用3D打印技术能打印出人体肾脏，可用于移植手术。但在国内学者看来，3D打印技术虽发展多年，但打印人体器官目前不可能，但未来可能实现。

在BBC（英国广播公司）网站上的一段视频中，美国威克森林大学再生医学研究所教授安东尼·阿塔拉，为人们展示了一段科幻小说似的场景。在一台3D打印机的沙沙作响中，一块柔软的人类组织被打印出来，安东尼随后还展示了他们当天“早些时候打印出来的人类肾脏”。

3D打印技术果真进展到了如此先进的地步？

3D打印是什么？

要说清3D打印机如何打印肾脏，还得先弄清楚3D打印如何实现。比起悬乎的肾脏打印，这项技术其实是一个靠谱的有趣发明。1994年，美国麻省理工学院的几位科研人员发明了这项技术。

3D打印技术和传统的打印技术有着很大差异。传统打印机只能在纸张上用墨水打印。而3D打印则突破了这种条条框框。

中科院化学研究所研究员、新材料实验室主任宋延林告诉记者，它的“墨水”可以是各种材料，比如金属、陶瓷、塑料、细胞、沙石甚至各种食物。通过高温或者激光的方法，“墨水”被抽成丝状。随后，这些半流体状态的材料按照计算机中的三维模型，喷嘴按照x、y、z三个坐标轴的定位点喷出，然后在指定的位置凝固成形。经过一层一层地堆积后，模型就渐渐形成立体的结构。

简单来说，3D打印就像是断层扫描的逆过程，断层扫描是把对象“切”成无数叠加的片，而3D打印则是一片片地打印，然后逐渐累积成为一个立体物体。这就意味着，只要有3D模型，你甚至可以打印出一座等高的维纳斯雕塑放在家中。

弄清了3D打印机的工作原理，再来理解器官打印就容易得多。

据安东尼介绍，打印器官时，研究人员首先从成年病人的骨髓和脂肪中提取出干细胞，通过采用不同的成长因子，这些细胞能够被分化成不同类型的其他细胞；然后他们再将这些细胞转化成液滴，制成“生物墨水”。然后注射器一层一层地将“生物墨水”喷涂到凝胶支架上，这样一层层重复喷涂，直到器官的三维结构完成。这样，最终就能打印出一个完整的肾脏。

打印人体器官是科学幻想？

但是在很多学者看来，打印器官，目前只能算是一个科学幻想。

“目前来说，用打印的方法获得人类器官，还仅仅只是停留在科学幻想的阶段。”北京大学医学部解剖学与组织胚胎学系教授于恩华告诉记者。

同时，中国科学院北京基因组研究所甄二真教授也认为：“这个方向在未来是有可能的，但是如果说他现在就做出来了，一定是有问题的。”

于恩华说，人体的干细胞确实有分化的能力，它就像一个发育不成熟的细胞，能够在一定的营养和生成条件下，转化为肌肉细胞、神经细胞、肾细胞等人体各种细胞。但是不能说，因为干细胞有这种能力，通过打印就能获得一个有生命力的器官。

“就像人们已经掌握了基因图谱，但是至今也无法合成生命一样。人类目前就连一个单细胞的生物，都没有成功造出来过。”于恩华说，“掌握了生命的构成结构，和创造一个有活性的机体，之间的差别就像天与地的距离那么远。”人们对生命的认识还很有限，生命绝不是细胞、血管加神经就能简单复制的，其中的很多联系要比人们想象的复杂得多。

甄二真告诉记者，人体组织是非常复杂的，由细胞、纤维组织、结缔组织、脂肪等构成。利用自体干细胞，就能培育出完整的肾脏，这是不可能的。因为这中间还有复杂的过程。人造肾脏属于生物工程学的领域，但是要达到生物工程学的高度，需要完备的生物科学做支撑。

“但是人类现在所掌握的知识，连生物科学的很多基础问题都没有解决。”甄二真说，比如有人说用自体干细胞就能造出器官，但是干细胞要首先在体外进行诱导分化，然后再将分化的细胞准确安放在器官的固定位置。而干细胞的体外诱导分化，以及准确排列分子的位置，就是目前学界还未攻克的难题。

此外，构成器官的像氨基酸、多糖甚至是看不见的组织间液等处于分子水平的物质该如何排列安放，也是目前无法解决的基础科学问题。而这些内容，还没有任何医学文献可以提供参考。

“即使这些问题都解决了，也只能说基础科学弄清楚了。要想制造出肾脏，还需要进行更长时间的研究。”甄二真说，这就像弄清楚飞行原理和制造出能上天的宇宙飞船一样，它们之间的差距是巨大的。

而且甄二真和于恩华都认为，如果用打印就能得到人体器官，也将是一个对生命伦理的挑战。

但是不论如何，科学总是在争论和矛盾中不断前行。“生物打印”技术虽然还处于概念验证阶段，但是如果这个研究方向没有错，未来人们将利用它开发出众多应用。而现在所能预见的是，人们至少不用再翘首以盼漫长的器官捐献名单了。

Tips

“吃喝玩乐”全可打印

3D打印器官虽然暂时难以实现，但是这项技术却是一个实实在在的“好玩意”。

美国康奈尔大学工程实验室早先与地处纽约市的法式烹饪学院联手，进行3D打印食品的研究，而他们的成果之一，就是将扇贝和奶酪制成迷你太空飞船形状的酥饼。他们至今已尝试过用巧克力、奶酪、土豆泥、扇贝、火鸡、芹菜等各种食材来打印，并且时常挑战“手工绝对无法制作的结构”。

英国埃克塞特大学的研究人员还推出了世界首台3D巧克力打印机。每层巧克力打印出来后，必须经过凝固过程，再开始下一层打印。为保证巧克力的黏稠度和温度，研究人员给打印机加装保温和冷却系统，以便让打印过程顺利进行。

在航空业和汽车制造业，3D打印也能崭露头角。通过3D打印机，可以用激光烧结复杂的塑料、金属和合金元件，而不再需要制作很多不同的元件去组装它。

而一位意大利发明家成功研制出一种大型3D打印机，它能够打印出整个立体建筑体。3D打印机的底部有数百个喷嘴，可喷洒出沙子和镁质黏合物薄层。每个薄层仅有约5至10毫米厚，通过一层层地将黏合物和沙子结合，最终将形成与岩石一样坚固的石质建筑物。科学家甚至认为，这种3D打印机未来可以用于在月球上建造房屋。