3D打印|从3D打印到3D器官打印，人类离打印生命还有多远的距离？( 二 ) 器官移植

另一方面，当前的医学机理机制研究需要更为精准的体外模型。传统的解决方案往往是基于细胞二维培养及动物实验。然而，基于细胞二维培养的方法和真实体内的三维环境相比差异很大，有些情况下还有可能出现互相矛盾的结果，这就使得参考价值有限。而动物实验除了有很多伦理学的问题外，最为关键的是动物的体内环境和人体环境有很大的差别。
也就是说，如果能在体外采用人体细胞重构出组织或器官的所在三维环境，就可以很好地弥补现有解决方案的缺陷，而体外组织或器官的构建无疑可以广泛应用于药物筛选及疾病机理探究。
而这将为人们带来的，则是人类在精准医疗和个性化医疗的跃进一步。毕竟，每个人的身体构造、病理状况都存在特殊性和差异化，尤其是病情复杂、罕见的患者，考虑到手术风险较大，医生可借助3D打印技术，将患者病变部分按照1∶1的比例完整打印出来，针对复杂、罕见、高难度病例进行术前规划与精准演练。
这不仅为医生设计手术方案提供精准的三维立体结构数据，也可在更直观更真实的前提下预演整个手术过程，完善手术规划，从而提高真实手术的精准度，降低手术风险。此外，针对不同患者， 3D打印个性化手术导板，能够有效减少手术的创伤和出血量，大大缩短手术时间，提高手术准确度。
因而，与传统医疗技术相比，在尊重和掌握个体差异的基础上， 3D打印技术能够实现真正个性化定制，使医疗更加精准化。

前景日益明朗
2003年，美国Clemson大学Thomas Boland等利用改装的惠普打印机（H550C）和墨盒（HP51626a），以含中国仓鼠卵巢细胞（CHO）和鼠胚胎运动神经元细胞的PBS缓冲液为“生物墨水” ，以大豆琼脂/胶原凝胶“生物纸” ，成功实现了活细胞打印，并发表首篇细胞生物打印论文，受到包括美国科学杂志、CNN等媒体报道。 2004年，该课题组申请首个细胞及器官打印专利，并于2006年获得专利授权，后该技术授权纳斯达克上市的著名生物3D打印公司Organovo 。
自此以后， 3D打印器官也正式进入了发展的车道，并给再生医学带来许多希望。 2010年12月， Organovo使用一台NovoGen MMX制造出了第一根生物打印的人体血管。自那时起，这家公司还打印出骨骼肌、骨头和肝脏组织等小型样本，成功在脊椎上植入了神经，并且确定了制造人体移植组织的长期计划。起初，这种按需打印主要集中在心肌修复、神经移植或动脉片段上，因为这些组织相对较小，也更容易打印，而且临床应用的可能性也更大一些。
2012年，苏格兰科学家利用人体细胞首次用3D打印机打印出人造肝脏组织。同年，美国密歇根大学公共医疗中心通过3D打印技术制造了一段人工气管，进行了全球首例3D打印器官人体移植手术。这是人类首次使用3D打印的部件来帮助组织重组，它被刊登在了《新英格兰医学杂志》（New England Journal of Medicine）2013年5月刊上。
在2012年12月的另一个完全不同的研发中， Organovo宣布与Autodesk合作制作了第一款用于生物打印的3D设计软件。它将NovoGen MMX开放给更多用户使用，借此改进生物打印的可用性和功能性。
正如Organovo主席兼首席执行官基斯·墨菲所说，这家公司与Autodesk新建立的合作关系的长期目标是“致力让客户有能力自行设计3D组织，然后交由Organovo负责生产” 。就像现在雕刻家可以上传一个新珠宝给珠宝制造商们一样，由他们3D打印出塑料或金属物体，将来医生也可以将动脉移植或整个器官的电子模型发送给Organovo进行生物打印，然后Organovo将成品快递返回。 2012年，《MIT Technology Review》将Organovo评选为世界前50家最具创新性的公司，而在2010年，《Time Magazine》将NovoGen MMX评选为年度最佳发明之一。