Hu Lian Wang _ - Hu Xiu_280

　　缓驠edEx将成品快递返回。

　　本着以上期望，生物打印公司Organovo拥有现实且有说服力的短期、中期和长期目标。2012年，MIT Technology Review 将Organovo 评选为世界前50 家最具创新性的公司，而在2010 年，Time Magazine 将NovoGen MMX评选为年度最佳发明之一。在第3章中，我们介绍过Organovo已经是一家公开上市的公司，也是5家达到相同水平的3D打印制造商之一。对未来3D打印有兴趣的人，都应该关注一下Organovo的未来发展。

　　7.4 面临的挑战

　　另一个正努力将生物打印人体组织变成现实的研究团队是美国南卡罗来纳大学（MUSC）的先进生物组织制造中心。该研究中心由 Vladimir Mironov 部分创建，并已经开发了一系列生物打印和相关硬件。这些设备包括 Palmetto 生物打印机和 DynaGen 生物反应器。后者可以机械模拟人造组织，用于改进它们在培养成熟之后的生长。正如我们所熟知的，锻炼可以强健肌肉，而生物打印的肌肉也是如此。因此，未来生物打印的心脏都必须在实验室由合适的机器给予有效的锻炼，然后才能有足够的强度为人体供血。

　　另一个优秀的中心是美国爱荷华大学的生物制造实验室。在这里， Ibrahim Ozbolat 博士和他的同事正在努力尝试制造出适合人体移植的生物打印组织，他们的目标是“单击按钮就能完成打印”。虽然他们取得了一些进展，但是仍然面临很大的挑战。

　　Ozbolat 博士最近在《工业工程师》（Industrial Engineer）上发表了一篇文章，其中介绍了一些需要克服的困难，包括生物打印器官正确地发挥作用，以及用于隔离和培育适合制作材料的干细胞研发技术。而目前Ibrahim的最新列表还包括厚组织制造所面临的挑战。他解释道：

　　系统必须能够将营养素、生长因子和氧气输送给细胞，同时提取废物，这样细胞才能生长和熔合在一起而构成组织。在一个较大的3D组织结构中，如果缺少这个能力，那么细胞不能保持其代谢功能，而传统上这是由血管负责完成的。

　　Ozbolat 博士与爱荷华州的同事希望可以生物打印出临时接管自然血管网络功能的“微流通道”，以克服厚组织制造的问题。这些通道将由两个流体分配喷嘴3D打印，其中一个输送所需要的生物材料，另一个则用固化剂对其进行固化。目前他们正在开发一个多臂机器人，用于在创建生物墨水组织球状体和生物打印纸的同时生物打印出微流通道。

　　我最近联系了Ozbolat博士，询问了关于这项工作的进展，特别是他的短期和长期目标。根据他的介绍，他的短期目标是“生物打印一个葡萄糖敏感胰腺器官”并用于实验室中。中期目标是希望将这样的生物打印器官移植到动物身上，并且成功“连接到其血管系统”。而在长期目标方面，Ozbolat 博士希望最终开发出“经济可行的技术”，将干细胞用于成功移植到人体内的生物打印的胰腺器官上，进而调节人体血液中的葡萄糖水平。

　　Ozbolat 博士在工业工程师发表的文章中指出，实现这些目标并不容易。他强调说，我们面临的挑战不仅包括目前正在解决的血管网络问题，还包括如何减少生物打印过程中细胞损坏程度和改进成熟次数。但是，与世界上其他生物打印研究人员一样，Ozbolat 博士仍然坚信生物打印迟早会带来一场医学变革。

　　7.5 支架、牙齿与骨骼

　　到目前为止，这一章的内容主要关注于活体组织的生物打印研究。然而，医疗先行者已经在3D打印非活体材料上取得了惊人进展。因此，我想用一些篇幅介绍除了直接输出活细胞，如何使用3D打印机在其他方面革新医疗行业。

　　第4 章介绍过Bespoke Innovations 已经在使用3D打印机改进假肢。更夸张的是，英国埃塞克斯郡一位60岁老人最近用一个3D打印的硅质假体更换了一部分面部。根据Richard Gray在The Sunday Telegraph 的报道， Eric Moger的左脸在癌症手术时被移除。牙科医生Andrew Dawood 后来为他制作了一个新的3D打印的柔软“面具”。这个面具置于Eric嘴部上方，因此他能够以正常方式完成日常饮食行为。这个面具由磁铁固定，晚上可以摘下来。

　　除了外部修复，一些病人也已经将3D打印的人造假体移植到体内。例如，2012年，英国一位83岁的老妇就在体内植入了一个激光烧结的钛质下颌。她患上一种名为骨髓炎的骨质感染病，这个病破坏了她自身原有的下颌。因此，必须使用一个新的3D打印的下颌来改善生活质量。

　　正如前面的案例所展示的，现在3D打印技术已经可以用于传统的医疗器械中。由于医用级热塑性塑料（如 ABSi）已经存在，因此一些小件假体（如疝气网格或心脏瓣膜）可以在手术室外甚至室内进行3D打印，然后移植到病人体内。

　　另一种可能是，生物打印机将来可用于制造定制支架，使病人“自然”修复或重新长出损坏的身体部位。为了实现这个目标，几个生物打印研究团队已经开始着手优化格状支架结构的设计与制造。特别是本章开头提到的，维克森林再生医学研究所的 Anthony Atala 已经开始在实验室通过向支架模具中植入活体细胞来制造人造膀胱。虽然这些特殊的支架并不是 3D打印出来的，但是 3D打印类似支撑结构的概念现在已经超出了原有范畴。

　　例如，3D 打印机制造商 EnvisionTEC 与德国费莱堡材料研究中心合作制造的“3D 生物绘图