兩(liang) 位來自斯坦福大學的研究人員Lynn Rothschild和Diana Gentry長期專(zhuan) 注於(yu) 3D打印技術的研究，目前希望通過一小塊生物細胞來製造出更大體(ti) 積的生物材料，比如木材和牙釉質。權威人士認為(wei) ，這種3D生物打印有著巨大的潛力，未來甚至有可能被廣泛用於(yu) 使用特定工程細胞去製造食物和人體(ti) 組織。Rothschild和Gentry認為(wei) ，這些在實驗室中製造的所謂“合成生物材料”不僅(jin) 可以幫助醫生和火星宇航員，還能改變用戶製造並使用木板等傳(chuan) 統材料的方式。

       Lynn Rothschild

     Diana Gentry

   在去年10月份兩(liang) 人接受了來自NASA“創新先進概念項目”的10萬(wan) 美元投資用來進行自己的研究。她們(men) 最終證實了一種能實現細胞排列的3D打印工藝，最終生成非活性的結構化生物材料，例如木材、骨骼中的礦物元素，以及牙釉質。她們(men) 正在建設一個(ge) 天然細胞的數據庫，改進選擇細胞去生成材料的工程工藝，並開發硬件用於(yu) 這種3D打印。簡單的說，未來3D打印機將很快成為(wei) 硬件商店，肉鋪甚至是牙科診所。

   “細胞組成了世界上的大量產(chan) 品，包括羊毛、絲(si) 綢、橡膠和纖維素等，更不要說肉類和植物產(chan) 品，以及我們(men) 每天食用的食物。” Rothschild表示，“許多這些產(chan) 品都是由細胞組成，因此在前往火星時，你將不再需要奶牛、綿羊，甚至蠶和樹。你可能希望絲(si) 綢或木材有著較好的外觀。因此，與(yu) 其使用完全有機的方式去製造，為(wei) 什麽(me) 不試試使用非常精密的方式去實現？這或許是在地球上進行製造的更好的方式，即打印細胞陣列去構成這些產(chan) 品。”

    Rothschild和Gentry的設備與(yu) 使用基本3D打印機打印產(chan) 品不同。她們(men) 將3D打印作為(wei) 一種技術手段。在她們(men) 的環境中，細胞被放置在帶某種化學信號的凝膠裏，並通過壓電打印頭來排列細胞，從(cong) 而構成基於(yu) 凝膠的3D模式。

    之前，舊金山的一家名為(wei) Organovo的公司已經可以通過較低分辨率的打印來製造活體(ti) 組織，供醫學研究和疾病治療使用。而另一家Modern Meadow公司則同時開發出了一種新工藝，可以使用3D打印技術去打印皮革和可食用的肉類。另外美國康奈爾大學的研究團隊在2013年同樣對外展示了通過3D打印技術製造的合成耳朵。看來全球各地3D打印活體(ti) 細胞組織的趨勢已經變得越來越明顯。

    生物技術分析師Andrew Hessel表示，3D生物打印的興(xing) 起是一個(ge) “前景廣闊的領域”，許多研究人員“正同時關(guan) 注這一領域的不同方麵”。不過這些研究也帶來了爭(zheng) 議。市場研究公司Gartner近期預計，使用3D打印來製造活體(ti) 組織和器官將很快引發倫(lun) 理學爭(zheng) 議。

    Hessel認為(wei) ，最複雜的3D生物打印研究需要用到細胞工程。例如，類似Organovo的公司並不對細胞本身進行工程開發，而是在細胞生長過程中對其進行排列，從(cong) 而構成能發揮機能的組織。另一些團隊則專(zhuan) 注於(yu) 尋找操縱打印模型的方式，從(cong) 而以更快的速度、更低的成本來操縱細胞。

    加州大學聖迭戈分校納米工程係教授Chen Shaochen認為(wei) ，3D打印將對醫學界產(chan) 生巨大影響。“3D打印並非用於(yu) 大規模生產(chan) ，例如製造計算機芯片。”他表示，“這種技術可以用於(yu) 個(ge) 性化的、針對特殊病人和消費者的產(chan) 品。因此我認為(wei) 這非常適合醫學，因為(wei) 所有人都是不同的，所有疾病都是不同的。”

    不過，真正的3D生物打印到目前為(wei) 止尚未成為(wei) 現實。Hessel表示，研究人員正努力使用3D打印機大批量生產(chan) 能發揮機能的生物材料。Gentry也表示，她團隊麵臨(lin) 的一個(ge) 最大挑戰在於(yu) ，證明並擴大實際生物材料的產(chan) 量。

    不過Gentry對此非常樂(le) 觀。她認為(wei) ，他們(men) 的工作不僅(jin) 通過3D打印製造結構化生物材料，還能使這些材料變得更好。她預計未來將可以買(mai) 到這樣的產(chan) 品，例如采用碳纖維來加固的木材，或是安裝了納米銅線從(cong) 而改變導電性能的木材。未來，她們(men) 希望可以打印出可以供全人類正常使用的3D打印活性細胞材料。