3d生物打印技术10~20年后才有可能成熟，用有限技术制成的器官去对接无限复杂的人体系统，也是该技术面临的最大挑战。
如今，3d打印技术已逐渐从制造业转向生物领域。3d生物打印可帮助患者获得“个性化定制”的器官。或许有一天，我们给自己配备新的身体部件，就像去裁缝店制作新衣服那样简单。
不过，上述场景离实现还有较长时间。业内人士指出，3d生物打印技术10~20年后才有可能成熟，另外，用有限技术制成的器官去对接无限复杂的人体系统，也是该技术面临的最大挑战。
离人体越近难度越大
“3d生物打印的创新、个性化、定制化三大特点，使得它在体外生物结构模型制造上具有独特优势，这一优势也是生物医学应用极其需要的。”清华大学机械工程系生物制造工程研究所主任孙伟日前对记者表示，3d生物打印这种时髦的技术是工程、材料、信息、生命及医学等几大学科的大交叉，能够提供个性化的医疗和理想化的服务，为疾病治疗提供新的思路和途径。
孙伟告诉记者，根据打印材料、生物学性能和应用情况，3d生物打印技术可分为四个层次，而离人体越近，应用难度则越大。
第一层次是材料本身没有生物相容性，可制造个性化体外器官模型，用于手术规划、假肢设计等。比如做s型的脊柱侧弯手术，可以利用3d打印机打印一个模型，帮助医生进行术前分析等。由于此类3d打印制品不放于体内，因此也不要求国家审批。
第二层次离人体更近一步，材料的生物相容性非常好，但不降解，可制造一些医疗辅助工具，如人工假肢、植入器件，用于整形修复、关节置换等。
第三层次则需要有更高的技术含量。材料具有优良的生物相容性、生物活性，可以降解并被人体吸收，还可帮助细胞、神经等组织生长，用来制作植入人体内的组织支架、骨骼和器官等。
最接近人体的第四层次则是细胞打印，即直接通过活性细胞、蛋白或其他细胞的基质为材料来打印出仿生的细胞三维结构体，在接近人体内的三维环境里生长，用于病理研究、药物筛选、组织或器官胚体人工构建等。
孙伟课题组就运用自主开发的细胞三维打印技术，在世界上首次构建出hela细胞(一种子宫颈癌细胞)的体外三维肿瘤模型。
在西安交通大学机械工程学院教授李涤尘看来，从第一层次到第四层次，技术重点正逐渐从对外形结构的研究转向对细胞自身行为的研究。他认为，要让打印的细胞能够存活并建立起自己的营养系统，至少得要一二十年时间才能实现。
应用研究逐步成熟
杭州电子科技大学生物制造研究所教授徐铭恩表示，做3d生物打印的原因有两点：一是生物医学领域的市场规模巨大;二是3d生物打印在医学领域应用前景巨大。
“该技术成功后，有望解决全球面临的移植组织或器官不足的难题。”徐铭恩称，中国器官移植的患者和供体的数量比是150：1，当3d打印与医学影像建模等技术结合之后，能够在人工假体、植入体、人工组织器官的制造方面产生巨大的推动效应。
孙伟告诉记者，清华大学研究人员研发的低温成型三维支架打印技术，利用低温成型的方式，可在零下三十几摄氏度状态下把不同的生物材料组合到一起，制成多孔大段人工骨的细胞载体框架。