在论文《再生医学中的3D生物打印：现实、炒作和未来》中，作者安东尼·阿塔拉和加博·福格斯探讨了3D打印和生物打印中的一些必要主题。这项技术带来了令人难以置信的创新，能够改变制造、设计机制，并提供从未梦想过的自我可持续性，在未来对军事、航空航天和许多其他组织可能更为有用。

像美国国家航空和航天局（NASA）这样的组织几十年来一直在使用3D打印。该图显示了他们最近完善的3D打印引擎喷嘴的示例。（图片来源：'NASA开发用于制造火箭发动机喷嘴的新3D打印方法'）

然而，医疗保健和医疗领域已经受到3D打印的严重影响。随着研究人员发现通过多种不同类型的装置和植入物急需救济或帮助的患者改善生活（甚至可能挽救生命）的新方法，这种势头也在继续加速。

除了所有的喧嚣和炒作之外，作者还谈到了技术魔术和工业革命，他们研究了生物打印的真正潜力以及再生医学的进一步发展。首先，它们提醒我们人体的惊人复杂性，在数百万年的试验和错误中演变，并通过自然选择消除缺陷：

因此，现今的组织和器官都很复杂，其复杂程度取决于细胞类型和组织、结构和功能。扁平组织（如皮肤）是最不复杂的管状结构（如血管）更复杂，中空的非管状器官（如膀胱）更复杂，并且实体器官（如肝脏或心脏）则是最复杂的。

他们还评论了最近干细胞技术进步，体外培养细胞的能力，以及实验室内工程的影响，导致一些器官在临床试验期间被植入患者体内。

一些组织工程产品正在通过监管途径推进，因此它们最终可以商业化并广泛传播。然而，目前处于监管途径更高级阶段的大多数工程化组织都是手工制作的。

尽管此时此刻你可能已经对正在进行的有关实验室组织工程的新闻不敏感，但这肯定不是一件容易的事。必须进行组织活检，必须将细胞密码控制在生长环境中，而且必须存活下来，除了将它们植入手边所需的应用之外，这是最大的挑战。

“收获和细胞扩增技术、培养基方案、生长因子添加剂，环境条件和无菌性，只是将合适的细胞作为起始材料所必需的许多细节中的一小部分。此外，成年肝脏例如含有约1000亿个细胞，并且由多种细胞类型组成，包括肝细胞、星状细胞和库普弗细胞。为了制造这样的器官，需要将各种细胞同时扩大，从而在体外多次分裂。需要极其谨慎，以确保所产生的细胞不会被转化，并保持功能与其预期用途一致。”提醒作者。

显然，材料在组织工程和生物打印中是复杂的。许多不同的元素必须到位，条件必须接近完美，以及细胞和化学物质之间的所有相互作用，以及伴随的技术。3D打印虽然已有数十年的历史，现已被工程师以及航空航天和汽车公司所采用，但它已变得如此便于使用且价格合理，已在学校、图书馆、实验室、医院以及许多企业和工厂中变得普遍。

STEM技术在美国的教育体系中真正得到了发展。密歇根州斯托克布里奇高中的学生是3D打印技术的受益者。在这里，他们与一个年轻的男孩，一起创造了一个钓鱼杆适配器。

由于这项技术还扩展到生物打印和自动化领域，通过载有细胞的挤出油墨，研究人员发现了以下好处：

•可承受能力

•再现性

•可扩展性

•精确度

•自动化

正如作者所指出的，进展确实是显著的；然而，用人体器官制造来达到目标并不像先前预期的那样容易：

就像玩具可以通过按下按钮打印一样，许多人认为，组织和器官将以类似的方式打印。 然而，事实并非如此。

生物打印是一项极其复杂的工作，其材料非常精细：人类细胞。虽然这种技术可能是从3D打印的动态发展而来，但其过程和结果却大不相同，相比之下，一个完整的、功能性的物体与细胞的简单性，细胞必须培养成所需的形式，最终目标是一个实际的人体器官。

国际研究人员继续在生物打印方面取得进展。在这里，他们创造了用细胞接种的管状结构。（图片：开发用于骨骼应用的纳米纤维涂层3D打印管状支架的生物相容性）

在遥远的未来，随着大规模细胞培养、生物工艺工程和遗传策略的进一步发展，我们有可能设计出特定的可打印生活结构，这在今天是不可想象的。

使用来自患病患者的基因编辑细胞打印的组织，以实现正常终点或扩展的生物打印组织单元的组合，其功能性与人体相似，这些都是可能导致再生医学无法预料的进展的实例。生物打印提供了许多有希望的机会。然而，要充分发挥这项技术的潜力，需要有耐心和毅力。

图片来源：生物打印101

如果你想了解真正不屈不挠的精神，结合对技术和创新的亲和力，只需关注来自世界各地的各种3D打印用户的进步。由于3D打印技术所提供的内在和无限的创造机会，工程师、设计师、修补工、生产者、制造商以及更多人都在努力寻找改进传统部件和原型的方法，同时不断完善和扩展其工具的局限性。

生物打印的结果显示了从角膜移植到3D打印脑肿瘤的患者护理进展，这常常让我们对全球研究实验室的研究结果产生怀疑。然而，对大多数参与这类研究的人来说，真正的回报将是成功的3D和4D打印人体器官，这些器官可以用作移植，真正改变现代医学的面貌。