1 前言

    目前，随着再生医学的产生与发展，器官移植成为治疗器官衰竭的主要方法之一，但供体不足与人体排异反应也对此项医学技术造成不可抗的阻碍。然而，又一项堪比第三次工业革命的技术——3D打印技术在各领域的蓬勃发展进入了生物学家的视线，于是3D打印技术进入再生医学领域，即形成了一项全新的科技——器官3D打印技术。此项技术被认为是一项具有从根本上改变医疗保健和彻底改变现代外科手术能力的伟大发现，因其针对性和实用性，将会被广大患者推崇并得以发展[1]。在整形外科领域中，研究者进行了以下实验，用脱细胞的脂肪组织(DAT)矩阵生物油墨包封人脂肪组织来源的间充质干细胞(HSC)来构建仿生组织，将其植入小鼠皮下，未诱导慢性炎症或毒性反应，并支持脂肪组织形成。研究表明，空间按需订制组织类似物的直接印刷技术是一种使得软组织再生的很有前途的方法[2]。组织印刷技术通过提供合适的基质材料和活细胞可以使得相关组织构建成为可能，即为本研究提供灵感的器官 3D打印技术。以“全耳再造”[3]为例，对人耳拍一个CT片作为设计图纸，采集各项数据后将耳朵分割成无数小片，使用生物材料逐次打印小片，再积少成多即可还原一个耳朵的形状，最后将其为患者植入，3D打印技术将一项六个多小时的手术缩短至一个小时，可见其效率之高，效益之大。

    3D打印技术又叫增材制造技术，所谓增材制造，即将材料逐层堆积而最终成型，是从微观至宏观的发展过程，恰好与传统的将整块材料切割雕琢这种宏观到微观制造过程相反。3D打印技术包括立体光刻技术，选择性激光烧结技术，喷墨技术和熔融沉积成型技术[4]。以金属制造为例，其打印过程就是将金属粉用激光或电子束融化，根据所需金属部件的结构，逐步堆积而成[5]，故其打印原理就是“从下而上”的制作形式，是从微观到宏观的积累过程。正如化学中的质子与中子构成原子核，再结合电子构成分子，进而构成物质。

    由3D打印技术扩展至再生医学领域，则不难理解器官3D打印技术的概念，因为涉及到植入人体，故技术要求更为严格精确。需要电脑形成器官剖面图，便于更准确地指导生物材料或活细胞结合生长因子的装配和堆积，一般将细胞作为打印材料，在成型区铺上一层“生物纸”，便于细胞和培养基喷射出后快速成型。从信息技术的角度来讲，信息技术和计算机辅助设计软件可以通过生物印刷技术将人类的组织和器官虚拟的3D生物成像信息转化为真实存在的活的生物组织[6]。器官 3D打印技术就是利用计算机辅助生物制造多层结构的技术，根据三维器官数字模型，使用生物组织球状体[7]和成型添加剂重新组装而成。其优势也就在于打印“设计图”是来源于人体的 ......