本文专家:杭飞，华南理工大学国家人体组织功能重建工程技术研究中心，华南理工大学材料科学与工程学院副教授

3D打印，20世纪以来最受关注的技术之一，无疑是超前科技的代言词。

近年来，随着3D打印技术的发展，这种先进的技术也逐渐渗透到医学领域。

比如，4月诞生的全球首例3D打印“完整心脏”，拥有细胞、血管、心室和心房的樱桃般大小的心脏。

“3D打印”是对“增材制造”这种材料成型工艺的通俗叫法。

3D打印区别于传统的材料成型工艺，在加工的过程中材料质量不减反增，通过“自下而上”的材料累加来成型，像盖房子一样一砖一瓦地逐渐搭砌。

整个过程以数字模型文件为基础，通过电脑控制实现，能够构建传统工艺难以制造的复杂结构。

从世界上第一台商用3D打印机的诞生到现在已经30多年了，随着技术的进步，3D打印也和我们的生活联系越来越紧密。

早期的3D打印只能够用塑料作为“墨水”打印。

而现在，“墨水”可以是塑料、金属、陶瓷、甚至细胞，被注入“墨盒”进行操作。

3D打印技术根据工艺特点，主要有三类：

一类是利用激光、等离子束等高能束将金属、陶瓷、塑料粉末逐点、逐层的融化、烧结，最终成型。

这一类工艺主要是用在工业加工领域，例如国产大飞机C919的某些大尺寸钛合金零件就是用这样的工艺打印出来的。

第二类是将塑料等材料通过加热融化为流动熔体，或是配置成可流动的浆料，通过压力从一个针尖挤压出来，并在空间中凝固成型。

目前常见的桌面3D打印机大多采用这类工艺。细胞和器官打印也往往用这类工艺。

第三类是基于光固化原理，利用紫外线激光会引起光固化树脂液体固化的现象进行打印。由于激光聚焦精度高，这类工艺往往具有较好的成型精度。

3D打印是怎么打印器官的？

女娲捏土造人、哪吒化莲重生是我们祖先天马行空的想象，而活体细胞的3D打印则是真实的尝试。

生物材料和再生医学领域的科学家们不断尝试利用3D打印制造可以植入人体的组织和器官。

目前在实验室中通过3D打印制造的组织和器官，在尺寸、结构、细胞种类、细胞存活时间等多方面还和人体器官有差距或是有限制，所以绝大部分的3D打印组织和器官还没有能够作为移植器官植入体内。

3D打印得到的器官，已经能够维持固定的外形，具有简单的器官功能。

然而，人体器官往往由多种不同细胞组成，各类细胞或是细胞集合发挥不同的作用，器官中又具有大量的血管、神经、各类管路等结构与细胞一起共同实现体内的复杂功能。

而现在3D打印组织或器官往往细胞种类单一，不具有复杂管网结构，通常无法实现人体器官的复杂功能，只能被称为“类组织”或“类器官”。

3D打印的器官作为医学研究的工具，在药物筛选、肿瘤模型等方向发挥应用。

对于再生医学来说，3D打印使用来自受体的细胞，制作的组织和器官不具有免疫排异性，并且组织和器官的尺寸与功能等可以实现高度个性化定制。

3D打印可植入的器官在不久的将来具有广阔前景，十分令人期待。