3D生物打印:创造还是毁灭?

导语:医疗界而言,3D打印技术预示着一场医学新革命或将来临。从仿真医疗模型、生物医疗器械,到更具个性化的移植组织或气管、更具潜力的生物高分子材料,都将聚拢于3D打印麾下。

不过,以3D打印为代表的生物打印技术,就像20世纪末的克隆技术一样,带来的将是生物伦理挑战,这也将比眼下的干细胞所引发的争议更为复杂。

 

  在 2013 年过半之时,3D 打印技术已毫无疑问成为年度科技热词。

  尽管二十余年前,3D 打印技术这一概念就已被提出,可它似乎在今年突然爆发了。胡迪·利普森、梅尔芭·库曼合著的《3D 打印:从想象到现实》一书中提到,“人猿相揖别, 是因为古人能够手工制造工具。今人区别于古人,是因为能够使用机器制造工具。人类进化至今,一个崭新的文明标志就是能够用机器制造机器。从狭义上说,当前被赋予无限想象力的 3D 打印机就是这种能够制造机器的机器。”

  显而易见,3D 打印是人类控制能力极限的挑战和展示。3D 打印这一技术,犹如哈利·波特手里的魔杖,使人类所想变为现实。你需要一把功能强大的锤子?你需要一双精致无比的鞋子?你需要给孩子准备奇异的玩具?你需要一顿精美的晚餐?……只管打印出来就行了。


更真实的教学


  3D打印在医学界的最直接应用,便是各式各样的器官或组织3D模型构建。这使得原本枯燥且抽象的医学知识,变得具体而细微。更为立体的医学模型,将使医学生的学习变得轻松一些。6月4日,英国《每日邮报》刊登了一组酷似科幻大片的3D图片,令人着实大开眼界。

  这些照片通过新颖且极具创意的方式,将人体内部构造通过真实丰富的细节展示出来。这些具有3D效果的图片,正是3D打印技术的前奏。来自美国康涅狄格州的XVIVO工作室(www.xvivo.net)的动画师将人体内耳、骨髓、肠道免疫系统放大许多倍,随后利用电子显微图像等技术,再现分子状态下的人体快照图。XVIVO工作室的迈克尔·阿斯特拉罕说,“美学上鼓舞人心的艺术,才能真正地打动人。这一意义深刻、令人振奋的旅程不仅有助于获取知识,也让枯燥且无新意的教科书重获新生。” [详细]


3D 生物打印


   3D生物打印机如何工作呢?它需要生物墨水,而最有可能成为墨水的便是人体细胞。首先,研究者将从人们的骨髓或脂肪中提取出干细胞,通过生物化学手段,使它们分化成不同类型的其他细胞。随后,这些细胞将被封存成“墨粉”,每一滴“墨粉”里可能包含1万到3万个细胞。当3D生物打印机开动时,“墨粉”将通过打印头聚拢在事先设计的部位上,打印器官的雏形便逐渐显现。

  在开动3D生物打印机前,还必须完成器官的结构设计,这犹如一幢大楼的设计图纸。为了打印出与目标器官形状、大小及内部结构相近的3D器官,必须事先通过三维成像或超声的方法,对人体器官进行精确的测量。 [详细]


器官移植新纪元


      2011年TED大会上,美国维克森林大学的研究员安东尼·阿塔拉是一位重量级人物。他展示了3D打印肾脏的技术。

  尽管这一研究非常初步,但他认为,“毫无疑问,有一天——也许通过一代人的努力,你可以拥有一个由你自身细胞组织制造的肾脏,这是不是很神奇?”

  普林斯顿大学的研究者,最近则制造出一只耳朵。研究员迈克尔·麦卡尔首先利用3D打印技术打印出细胞与纳米粒子。然后,将它与一小卷天线和软骨组织结合起来,制造出了一只“仿生耳”。这只耳朵功能齐全,能听到超越人耳听觉范围一百万倍以上的电波频率。 [详细]


改变人类医疗史


  “再生医疗是一个飞速发展的科技领域,肩负着改写人类医疗史的重任。”这是美国Organovo公司网站的一句话。

  我们更无法想象一百年后的医疗世界,最可能的是,3D生物打印也将成为一种普遍的医疗模式。通过3D打印技术制造器官,不但可解除移植器官资源紧缺的难题,也将对药物开发产生深远影响。 [详细]


Just because we can …


     有一天,一个在Facebook上张贴的卡通画吸引了我的注意:情绪放松的父母分别坐在客厅的两个沙发上,中间的地板上摆着一台3D打印机,一个婴儿就从这台打印机里制造出来。卡通画命名为“未来的造人计划”。

  当然,它描绘的未来有一些夸张,但还是有预言性的。就在几个星期前,我曾收到一封学生发来的一封电子邮件,内容是关于哈佛大学安东尼•阿塔拉博士的一个视频链接,演示了如何通过3D打印机产生一个肾脏。 [详细]


3D打印机,潘多拉的盒子?



      如果要评选今年的一个热词,我想“3D打印”一定不能错过。从打印各种部件到打印房子,再到打印一个自己(类似蜡像),3D打印正在变革我们的制造业。苹果说自己改变了世界的广告语,曾深得人心,而如今当3D打印技术完全揭开面纱敞露于众人眼前,“改变世界”真的不是一句口号,在网络上广为流传的一则视频中,美国威克森林大学再生医学研究所教授展示了这样的场景:在一台沙沙作响的3D打印机上,一块柔软的东西被打印出来,据称这是一个用了7个小时打印的“人类肾脏”。 [详细]


打印一张脸,抑或一个宝宝?


    好吧,假想一下,你真的可以打印一张脸并将其复制到自己的脸上。OK,你脸上的那颗曾经令你愁眉不展的痣,那稍微塌陷的鼻梁,那星星点点的小斑点,和你说Goodbye。你顶着一张完美的脸走在街上,你那还没来得及“更换”容颜的男友还认识你吗?好吧,看不顺眼怎么行,干脆把男朋友的脸也换了。帅哥和美女天生是一对,你的愿望完全满足了吗?

  你一定说,没有!既然可以打印一张完美的脸,那么我也不再需要像我妈生我一样十月怀胎那么辛苦。用我的干细胞和我老公的干细胞打印出一个宝宝,不是简单得多吗?孩子一岁以内又哭又闹不会走路很难带?没问题,直接跳过,打印出一个两岁的会走路的宝宝,当然,也得给他一张完美的脸庞。 [详细]

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