人体器官也能3D打印

来源:速加网    关键词:3D打印,, 人体器官,    发布时间:2018-11-26

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3D打印技能不但能为每个人量身定制个性化用品,将来甚至能够快速生产人体替代器官,为医疗事业作贡献。 也有人提出了担忧:3D打印是否会侵犯知识产权?是否会纵容恐怖分子打印枪支?

开创个性化定制的时代

在过去的近30年时间里,工程师和设计师们已经在使用大型且昂贵的3D打印机,为航空航天、国防和汽车公司制作部件的快速原型。多年来,数字化设计软件趋于成熟,扫描仪已经普遍存在,价格实惠的台式打印机也被企业家、学校和家庭能工巧匠广泛使用。技能人员兴高采烈地宣称,3D打印将把我们从大规模制造霸权中解放出来。 在速加网可以看到一些稀奇古怪的东西:一盏由尼龙制成的功能完备的台灯,一大堆镶有颜色各异的暴龙手板,一头鲸鱼的骨架,一双五色的、按比率制作的模跑鞋型,以及玩具机器人…你可以尝试:打开你的想象,开启个性化定制时代。


3D打印开创了按需定制的商业模式,因而与传统的零售模式相比具有显著的优势。想象一下,如果你想快速又便宜地打印出完全符合你脚的鞋子,只需要把你的设计(或者扫描你想要的产品)然后发送到云平台,就可以打印出来。这该有多好,你不需要跑去商店,商店的库存连同运输、装卸以及储存的成本也会缩减。

打印人体器官

卡洛斯肯格拉,一个戴着眼镜、留着小胡子,体型修长的年轻男子,在过去数年里一直致力于人耳朵的生产。他使用从人耳软骨上提取的细胞进行打印,然后在实验室内进行繁殖。在维克森林浸礼会医学中心,肯格拉撮合再生医学的同行科学家们与其他实验室合作,正在开发处理系统用来打印肌肉组织、皮肤、肾脏、软骨和骨骼。多年来,研讨人员一直用手工制造器官,并且已经取得了不同程度的成功――手工制作的膀胱已经在一些患者身体里运作多年;一个微型的肾脏植入母牛体内后,母牛顺利地排出了尿液。但手工制作器官费力费时,并通常会出错。而3D打印则可以快速且完美地制造出器官。


在实验室里,肯格拉凝视着电脑显示器,点击将近100条菜单并启动了三个打印头,打印头在一个培养皿上盘旋着。对应的三个墨盒中,一个含有软骨细胞,一个含有可降解生物支架材料,还有一个含有水溶性凝胶。打印头来回飞快地移动,在墨盒间转换,将器官构造成每片厚150微米的连续堆积层。肯格拉通过光学显微镜和显示器跟随打印进程,45分钟后,一个耳朵的形状起初浮现。

这项技能将在未来的几年里不时完善,器官、软骨、皮肤和组织打印技能的出现,将使人类延长寿命成为可能。用病人自身组织再生的移植器官不会被机体排异,而且将来器官贩子可能也没买卖可做了。(世界卫生组织估计,2010年在黑市上售出了1万多个人体器官!)处方药公司渴望用快速原型器官或组织来代替对动物或人类进行药品和其他疗法的测试。 再生医学研讨所的领导安东尼阿塔拉预言,打印皮肤的机器进入医院仅仅是时间问题――从皮下脂肪向上通过角质细胞到毛囊、皮脂腺和黑色素细胞,直接打印到病人的身体上。“皮肤是最不复杂的器官。”阿塔拉说,“然后,我们将看到从管状结构到中空、到非中空的器官。”最后也包括心脏吗?“我希望在我有生之年。”他笑着说。

局限与隐忧


就目前而言,3D打印有如下缺点:打印机只可生产与他们构建的平台相同大小的物体;大多数台式机只可用一种或两种材料来打印;而且,台式3D打印机缺乏标准化,因此即使选取相同的设计文件,不同的机器也不一定能生产出完全相同的东西。

对于3D打印,人们尚处在爱恨交错的矛盾之中。与传统制造方式相比,3D打印能显著地节省原材料;更短的供应链意味着碳排放更低;按需打印可降低库存,削减浪费。然而3D打印机的原料,仍然需要从世界各地运输。

现在,3D打印已经在小批量、结构复杂产品的设计生产中大显身手。而在低附加值、大批量领域,传统制造方式仍将占据主流,因为它比3D打印快速而且成本低廉。