3D生物打印:創造還是毀滅?

導語:醫療界而言,3D打印技術預示著一場醫學新革命或將來臨。從仿真醫療模型、生物醫療器械,到更具個性化的移植組織或氣管、更具潛力的生物高分子材料,都將聚攏於3D打印麾下。

不過,以3D打印為代表的生物打印技術,就像20世紀末的克隆技術一樣,帶來的將是生物倫理挑戰,這也將比眼下的幹細胞所引發的爭議更為複雜。

  在 2013 年過半之時,3D 打印技術已毫無疑問成為年度科技熱詞。

  盡管二十餘年前,3D 打印技術這一概念就已被提出,可它似乎在今年突然爆發了。胡迪·利普森、梅爾芭·庫曼合著的《3D 打印:從想象到現實》一書中提到,“人猿相揖別, 是因為古人能夠手工製造工具。今人區別於古人,是因為能夠使用機器製造工具。人類進化至今,一個嶄新的文明標誌就是能夠用機器製造機器。從狹義上說,當前被賦予無限想象力的 3D 打印機就是這種能夠製造機器的機器。”

  顯而易見,3D 打印是人類控製能力極限的挑戰和展示。3D 打印這一技術,猶如哈利·波特手裏的魔杖,使人類所想變為現實。你需要一把功能強大的錘子?你需要一雙精致無比的鞋子?你需要給孩子準備奇異的玩具?你需要一頓精美的晚餐?……隻管打印出來就行了。


更真實的教學


  3D打印在醫學界的最直接應用,便是各式各樣的器官或組織3D模型構建。這使得原本枯燥且抽象的醫學知識,變得具體而細微。更為立體的醫學模型,將使醫學生的學習變得輕鬆一些。6月4日,英國《每日郵報》刊登了一組酷似科幻大片的3D圖片,令人著實大開眼界。

  這些照片通過新穎且極具創意的方式,將人體內部構造通過真實豐富的細節展示出來。這些具有3D效果的圖片,正是3D打印技術的前奏。來自美國康涅狄格州的XVIVO工作室(www.xvivo.net)的動畫師將人體內耳、骨髓、腸道免疫係統放大許多倍,隨後利用電子顯微圖像等技術,再現分子狀態下的人體快照圖。XVIVO工作室的邁克爾·阿斯特拉罕說,“美學上鼓舞人心的藝術,才能真正地打動人。這一意義深刻、令人振奮的旅程不僅有助於獲取知識,也讓枯燥且無新意的教科書重獲新生。”[詳細]


3D 生物打印


  3D生物打印機如何工作呢?它需要生物墨水,而最有可能成為墨水的便是人體細胞。首先,研究者將從人們的骨髓或脂肪中提取出幹細胞,通過生物化學手段,使它們分化成不同類型的其他細胞。隨後,這些細胞將被封存成“墨粉”,每一滴“墨粉”裏可能包含1萬到3萬個細胞。當3D生物打印機開動時,“墨粉”將通過打印頭聚攏在事先設計的部位上,打印器官的雛形便逐漸顯現。

  在開動3D生物打印機前,還必須完成器官的結構設計,這猶如一幢大樓的設計圖紙。為了打印出與目標器官形狀、大小及內部結構相近的3D器官,必須事先通過三維成像或超聲的方法,對人體器官進行精確的測量。[詳細]


器官移植新紀元


2011年TED大會上,美國維克森林大學的研究員安東尼·阿塔拉是一位重量級人物。他展示了3D打印腎髒的技術。

  盡管這一研究非常初步,但他認為,“毫無疑問,有一天——也許通過一代人的努力,你可以擁有一個由你自身細胞組織製造的腎髒,這是不是很神奇?”

  普林斯頓大學的研究者,最近則製造出一隻耳朵。研究員邁克爾·麥卡爾首先利用3D打印技術打印出細胞與納米粒子。然後,將它與一小卷天線和軟骨組織結合起來,製造出了一隻“仿生耳”。這隻耳朵功能齊全,能聽到超越人耳聽覺範圍一百萬倍以上的電波頻率。[詳細]


改變人類醫療史


  “再生醫療是一個飛速發展的科技領域,肩負著改寫人類醫療史的重任。”這是美國Organovo公司網站的一句話。

  我們更無法想象一百年後的醫療世界,最可能的是,3D生物打印也將成為一種普遍的醫療模式。通過3D打印技術製造器官,不但可解除移植器官資源緊缺的難題,也將對藥物開發產生深遠影響。[詳細]


Just because we can …


有一天,一個在Facebook上張貼的卡通畫吸引了我的注意:情緒放鬆的父母分別坐在客廳的兩個沙發上,中間的地板上擺著一台3D打印機,一個嬰兒就從這台打印機裏製造出來。卡通畫命名為“未來的造人計劃”。

  當然,它描繪的未來有一些誇張,但還是有預言性的。就在幾個星期前,我曾收到一封學生發來的一封電子郵件,內容是關於哈佛大學安東尼•阿塔拉博士的一個視頻鏈接,演示了如何通過3D打印機產生一個腎髒。[詳細]


3D打印機,潘多拉的盒子?



如果要評選今年的一個熱詞,我想“3D打印”一定不能錯過。從打印各種部件到打印房子,再到打印一個自己(類似蠟像),3D打印正在變革我們的製造業。蘋果說自己改變了世界的廣告語,曾深得人心,而如今當3D打印技術完全揭開麵紗敞露於眾人眼前,“改變世界”真的不是一句口號,在網絡上廣為流傳的一則視頻中,美國威克森林大學再生醫學研究所教授展示了這樣的場景:在一台沙沙作響的3D打印機上,一塊柔軟的東西被打印出來,據稱這是一個用了7個小時打印的“人類腎髒”。[詳細]


打印一張臉,抑或一個寶寶?


好吧,假想一下,你真的可以打印一張臉並將其複製到自己的臉上。OK,你臉上的那顆曾經令你愁眉不展的痣,那稍微塌陷的鼻梁,那星星點點的小斑點,和你說Goodbye。你頂著一張完美的臉走在街上,你那還沒來得及“更換”容顏的男友還認識你嗎?好吧,看不順眼怎麼行,幹脆把男朋友的臉也換了。帥哥和美女天生是一對,你的願望完全滿足了嗎?

  你一定說,沒有!既然可以打印一張完美的臉,那麼我也不再需要像我媽生我一樣十月懷胎那麼辛苦。用我的幹細胞和我老公的幹細胞打印出一個寶寶,不是簡單得多嗎?孩子一歲以內又哭又鬧不會走路很難帶?沒問題,直接跳過,打印出一個兩歲的會走路的寶寶,當然,也得給他一張完美的臉龐。[詳細]

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