近年來隨著3D打印技術的興(xing) 起，會(hui) 在各個(ge) 領域廣泛應用，該技術已應用於(yu) 珠寶，工業(ye) 設計，鞋子，航空航天，汽車，工程，建築，牙科和醫療行業(ye) 和其他領域等多達數百種之多。

特別是生物製造和醫學研究之類的多用途研究意義(yi) 更大

那什麽(me) 是3D打印技術？，廣泛的定義(yi) 是使用數字技術材料打印機複製增材的材料製造技術，在生物醫學領域一般是指可以複製細胞複雜機製的技術，不同於(yu) 爭(zheng) 議倫(lun) 理的克隆技術，3D打印技術使人們(men) 在生活中改變的潛力是不可預計的，對於(yu) 學曆不高缺少器官、在醫院中缺乏器官和細胞移植卻等待資深醫生報告單傳(chuan) 來這輩子隻能這樣的人來說，這種技術是隻能意會(hui) ，不可言傳(chuan) 的

複雜的糖印刷有助於(yu) 建立血管

科學家們(men) 準備了選擇性激光燒結係統，以從(cong) 糖粉混合物中打印血管模板。模板使生物工程師能夠製造出實驗室生長的組織，該組織具有足夠的血流來維持密集堆積的細胞。

可以使用異麥芽糖醇3D打印複雜的血管網絡，異麥芽糖醇通常用於(yu) 製造糖果和裝飾性食用雕塑的糖替代品。此類工作將為(wei) 3D打印個(ge) 性化器官開辟道路，減少人體(ti) 器官移植的短缺。

據大數據統計每年成千上萬(wan) 的患者隻是在等待供體(ti) 器官出現而死亡。這些關(guan) 鍵的醫學挑戰每天激勵著我們(men) 將工程原理應用於(yu) 生物學，以構建能夠解決(jue) 麵臨(lin) 這一挑戰的組織和器官。

生物製造領域雖然還處於(yu) 起步階段，但正在迅速的發展是我們(men) 十年前無法想象的。

研究人員希望開發能夠維持工程組織和器官的複雜血管係統，事實證明這是一個(ge) 非常複雜的問題。

3D打印組織麵臨(lin) 的生命線強度

血管的作用看似簡單將氧氣和營養(yang) 輸送到組織並帶走一些廢物。但血管是錯綜複雜的複雜分支網絡，甚至會(hui) 響應某些生物信號生長，這是研究人員在3D打印起作用的組織時必須考慮的所有問題。

常規的3D打印方法不適用於(yu) 複製這些脆弱的血管網。以擠壓3D打印為(wei) 例，其中通過熔化流經噴嘴的材料束形成結構。

用這種方法創建的血管會(hui) 在自重作用下導致變形或塌陷，除非有更多的3D打印材料支持。因此可以通過擠出印刷製成的容器網絡受到限製。

如果這還不夠，那麽(me) 3D打印的血管還需要保持工程組織的生命。

任何3D打印的組織都必須充滿活細胞才能正常運作，血管需要將氧氣和營養(yang) 物質輸送到工程組織最遠的地方。

由於(yu) 擠壓3D打印不能輕易創建密集的血管網絡，因此此任務也很困難。

此類工程挑戰要求研究人員重新思考3D打印組織和血管的方式。

加了糖的印刷技術可以在短短五分鍾之內(nei) 生成血管組織

研究人員意識到，他們(men) 可以應用已經廣泛用於(yu) 聚合物和金屬的3D打印技術來構建克服這些限製的3D打印血管。該技術稱為(wei) 選擇性激光燒結，它使用聚焦激光將細小的粉末顆粒熔化並融合成預定的形狀。

他們(men) 發現這些粉狀穀物可能是糖，經過大量測試後，他們(men) 使用異麥芽酮糖醇混合物3D打印了具有寬大分支和無支撐懸突的糖模板。該團隊與(yu) 神經係統設計工作室合作創建了血管網絡形狀設計。

如圖使用糖粉特殊混合物3D打印的血管模板樣本。

接下來，他們(men) 用注入細胞的凝膠填充3D打印的糖模板周圍的空間，從(cong) 而創建了一個(ge) 組織。當注入細胞的凝膠固化後，研究人員用水溶解了模板並衝(chong) 洗掉了模板，留下了空的通道，這些通道可以為(wei) 細胞輸送氧氣和營養(yang) 。

與(yu) 傳(chuan) 統的3D打印技術要花費數小時或數天相比，使用這種方法隻需五分鍾即可生成血管組織。這使研究人員有時間將含有氧氣和營養(yang) 物質的液體(ti) 通過血管，並更多地了解細胞在這些血管中的功能。

經過激光焊接的糖通道使細胞保持活力

3D打印血管技術的主要重點是根據細胞相對於(yu) 3D打印的血管網絡位置的構建和細胞功能的空間'圖'，以量化特定血管設計的有效性或效率，並更好地複製我們(men) 在血管中看到的內(nei) 容。

3D打印技術使他們(men) 能夠控製工程組織環境，包括組織組成，細胞類型和血流，以更好地了解細胞如何隨時間保持功能。另外3D打印血管是可以使那些大而致密的工程肝髒組織在體(ti) 外存活至少一周的時間。

那麽(me) 技術的下一步是什麽(me)

為(wei) 了使這項技術成為(wei) 現實，研究人員經曆了克服許多硬件和軟件工程的壯舉(ju) 。

糖材料提出了主要的製造挑戰，並需要創造性的解決(jue) 方案，例如開發一種新型的粉末分配器和激光控製係統。

目前研究人員正在研究一種高精度的激光控製係統，該係統將幫助他們(men) 3D打印甚至更小的血管（它們(men) 目前可以打印約300微米大小的血管），從(cong) 而使血管到達每個(ge) 工程組織並保持細胞存活。

從(cong) 生物學的角度來看，還有很多東(dong) 西要學習(xi) ，包括各種類型的細胞如何對用這種方法改造的環境做出反應。

隨著生物學研究及其3D打印技術的進步，研究人員希望擴展工程組織的尺寸和壽命，並更廣泛地應用該技術。3D打印技術也可能對創建醫學成像測試設備（例如組織體(ti) 模）有用。

科學研究就是從(cong) 客觀世界中發現表現出來的規律和現象，然後去研究出事物的本質，科學本身是遵循自洽性的

當然了醫學的長遠目標不隻是消除供體(ti) 器官短缺，並用完全與(yu) 每個(ge) 患者都完全匹配的新製造的器官來替換受損的器官，而是為(wei) 我們(men) 人類的發展起到自洽自束，我們(men) 希望以後更多的醫學和科學研究都能夠為(wei) 人類患者提供偉(wei) 大的貢獻而不隻是為(wei) 了那些自身的金錢利益。