本报讯 肾移植缺少肾源,“打印”一下就行;想把鼻子垫高一点,“打印”一下就行;想在活体肝上模拟一场肝移植,“打印”一下就行……这种如魔法般神奇的“打印”技术,就是生物3D打印。
近日,我校生命信息与仪器工程学院徐铭恩教授课题组,对外展示了团队研制的生物3D打印机。这台名为“Regenovo”的3D打印机,是国内首款可打印生物医用高分子材料、无机材料、水凝胶材料和活细胞等材料的生物3D打印机,能广泛应用于生命科学和材料科学等领域的研究、患者病损组织和器官的替换或修复、药物研发、医疗辅具等。
在生物医学工程与仪器研究所的生物制造实验室里,课题组成员为大家演绎了生物3D打印过程:首先用计算机软件“建模”,绘制出1个虚拟的立体成品,然后通过代码控制打印机的机械装置,告诉“喷头”需要在横向、纵向哪个位置以及哪一层喷射材料。经过一层一层的叠加,最终形成1个立体的成品。“打印一只耳朵,按照大小需要半小时至一小时样子,打印一张脸需要4小时。”徐铭恩教授介绍说。
虽然这个项目启动至今不过一年时间,但到目前为止,徐铭恩教授和他的团队已经用这台3D打印机打印出了血管、肝单元、耳朵软骨组织、肾单元、肺癌细胞、卵巢癌细胞……其中最大的细胞有10多微米,活细胞存活时间最长为4个月。
去年9月,国际顶级期刊Biomaterials将徐铭恩教授团队在细胞3D打印方向的研究评价为本领域最高水平。那么,与国外同类打印机相比,Regenovo的优势体现在哪些方面呢?
优势之一:3D打印分层软件。“这款生物3D打印机,打印之前可先分层预览,确定每层的速度温度等,确定最佳的打印路径。不过,分层控制还不够智能,有时需要手动。这个,还需要改进。”徐铭恩教授解释。但结果已经足够令人欣喜:打印出的细胞存活率高达90%以上,无论是成活率、结构稳定性还是无菌性都优于国外同类平台。
优势之二:支持从-5℃到260℃熔融的多种生物材料打印,还配有由独立固态制冷单元和传热管网形成的温控设计,能保证平台和喷头始终保持“舒适”的工作温度,既可以打印更多种的材料,也可以保证细胞在打印过程中的存活。
优势之三:整个打印过程都是密封无菌的状态。Regenovo整体结构和材料都采用无菌化设计,以保证成型环境和成型过程的洁净,适合进行无菌条件下的生物材料和细胞3D打印。
当天,来自浙江大学、解放军第117医院、康恩贝集团有限公司的5位专家对“生物3D打印机”项目进行了成果鉴定,专家在经过长达3个小时的听取汇报、审阅相关技术资料、考察打印机性能和就有关问题进行质询后一致认为,“该产品具有打印生物材料种类多、对细胞损伤率低、打印精度较高和操作方便等特点。在生物材料兼容性、细胞打印特性等参数上处于同类产品的国际领先水平。”
近年来生物3D打印成为研究和产业的热点,早在2005年我校即与清华大学联合成立生物制造研究中心。经过7年的潜心发展,研究中心现已建立细胞3D打印、生物材料3D打印、人工器官和器官移植器械开发等研究平台,研究开发了一系列生物3D打印、人工组织器官、器官移植技术和仪器,在国际权威期刊上发表一系列文章,承担国家自然科学基金8项、省部级和企业项目10余项,并与生物3D打印研究领域的国际知名大学建立紧密的合作关系。
生物3D打印机的研制成功引起了众多主流新闻媒体的广泛关注,当天,新华社、人民日报(海外版)、光明日报、科技日报、中国青年报、中央政府网、浙江日报、浙江电视台等180余家媒体对此次成果发布会进行了报道。(本报综合报道)

