3D打印，20世纪以来备受关注的技术之一。近年来，随着3D打印技术的发展，这种先进的技术也逐渐渗透到医学领域。比如，今年4月诞生的全球首例3D打印“完整心脏”，拥有细胞、血管、心室和心房的樱桃般大小的心脏。那么，3D打印器官是怎么做到的？我们今天就来讲一讲。

“3D打印”是对“增材制造”这种材料成型工艺的通俗叫法。3D打印区别于传统的材料成型工艺，在加工的过程中材料质量不减反增，通过“自下而上”的材料累加来成型，像盖房子一样一砖一瓦地逐渐搭砌。整个过程以数字模型文件为基础，通过电脑控制实现，能够构建传统工艺难以制造的复杂结构。从世界上第一台商用3D打印机的诞生到现在已经30多年了，随着技术的进步，3D打印也和我们的生活联系越来越紧密。早期的3D打印只能够用塑料作为“墨水”打印。而现在，“墨水”可以是塑料、金属、陶瓷，甚至细胞，被注入“墨盒”进行操作。

如果说女娲捏土造人、哪吒化莲重生是我们祖先天马行空的想象，而活体细胞的3D打印则是真实的尝试。2016年，科学家们将3D打印出的组织移植到生物体内，并且证明了这些从打印机里诞生的组织能够像正常组织一样存活并生长。那么这些“组织”和“器官”又是如何通过3D打印制造出来的呢？

首先，我们需要设计好数字模型蓝图，而细胞就如同普通桌面打印机中的浆料一样，从针头中挤出，像盖房子一样逐层构建，形成预定形状。但是，细胞和细胞之间没有粘结的话，一旦打印出来就会溃散，因此，一种叫做水凝胶的物质被用作支架，将细胞组装起来。在打印的过程中，水凝胶可以维持组织或器官的形状，并将细胞包裹、粘接，有序的堆叠在一起。水凝胶可以被生物降解，没有生物毒性。天然组织具有大量的管道结构，以供血液等多种液体在组织中流动。如果打印的组织或器官不具备管道空腔，那么细胞是无法存活的。因此在水凝胶支架中预留部分空腔，有助于初期的给养和代谢。当细胞存活并形成相对稳定的结构后，水凝胶支架就会被降解，并进一步形成供血管等管道发育生长的“空腔”。

对于再生医学来说，3D打印使用来自受体的细胞，制作的组织和器官不具有免疫排异性，并且组织和器官的尺寸与功能等可以实现高度个性化定制。3D打印可植入的器官在不久的将来具有广阔前景，十分令人期待。（杭飞）