最近，英國倫敦帝國理工學(xué)院的研究人員實現(xiàn)了用 3D打印機打印出類似腦組織的軟體，這一消息引起業(yè)內(nèi)人士的普遍關(guān)注，這意味著3D打印軟體技術(shù)又向前邁了一大步。一旦3D打印軟體技術(shù)成熟，對醫(yī)療領(lǐng)域意義非凡，將大幅緩解移植器官嚴重短缺的問題。目前3D打印軟體技術(shù)也主要研究如何打印軟組織器官。
3D打印軟體技術(shù)新進展
此次3D打印類腦組織軟體，研究人員使用一種新型復(fù)合水凝膠(包含水溶性合成聚乙烯醇以及植物凝膠兩種成分)，打印出三維支架，然后用膠原蛋白包裹打印出結(jié)構(gòu)，并用人類細胞進行填充，得到了類腦軟組織。雖然此次類腦組織只是一個小樣本，而非整個大腦。但該技術(shù)獲得的組織可幫助科學(xué)家研究大腦或肺在不同環(huán)境下的行為。
3D打印軟體技術(shù)之所以比較難實現(xiàn)，是因為柔軟的材料難以成形，就像我們小時候玩泥巴，如果泥太軟，就什么形狀都捏不出來。為解決打印軟組織難這一問題，此次研究人員在打印過程中進行了降溫處理：先讓下層被凍住，形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，新層結(jié)構(gòu)就可以打印在上面，不會出現(xiàn)底層崩塌的現(xiàn)象。打印完成后，再讓物體慢慢解凍，并保持形狀。
2017年7月瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院的博士生尼古拉斯·科爾斯(Nicholas Cohrs)領(lǐng)導(dǎo)的團隊，運用 3D打印技術(shù) 制造出了世界上第一個軟體人工心臟。經(jīng)測試，結(jié)果很理想。不過這顆人造心臟還是一款概念產(chǎn)品，無法用于臨床植入。因為用于制造這款心臟的材料不夠堅韌，大約只能支撐半個小時，具體使用時間取決于心率的快慢。
2017年9月來自倫敦巴特萊特建筑學(xué)院的碩士生(洛·彭(SirouPeng)、阿迪·梅耶爾(AdiMeyer)和西爾維婭·路易達(SilviaRueda))使用3D掃描和3D打印技術(shù)制作出了一款奇異的軟體硅膠面具，該款面具采用柔性電子材料和彩色液體制成。但目前面具的實用性不大，可以作為一個高級玩具。
3D打印軟體技術(shù)面臨的難題
通常3D打印所用的原材料都是塑料或金屬粉末等無生命物質(zhì)，適合制造一些高強度材料，但生物相容性材料，比如皮膚移植物、人體器官對柔軟度和韌性要求極高，傳統(tǒng)原材料完全不符合要求。
此外，打印人體器官的材料要含有種子細胞(干細胞、已分化細胞等)、生長因子和營養(yǎng)成分等元素，只有這些元素再結(jié)合其他材料，才可以在生物打印機下實現(xiàn)器官、組織的重現(xiàn)。
2017年12月，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETHZ)復(fù)合材料實驗室的研究團隊宣稱，研發(fā)出一種內(nèi)含不同種類細菌的3D打印原材料，主要成分是一種具有生物相容性的水凝膠，由透明質(zhì)酸、長鏈糖分子及熱解硅石組成，細菌可以在其中存活，依據(jù)各種類型細菌的特性，適用于皮膚移植、器官移植、化學(xué)物質(zhì)降解等多領(lǐng)域。
該種原材料打印的器官能否進行器官移植、能否和人體相容，還有待臨床檢驗。
