专家评论：生物3D打印人类心脏不久将实现！(2)
欧莱雅公司正在投入大量资源研发生物打印项目，2016年9月，该公司透露称，公司的科学家与法国Poietis公司建立合作关系，旨在制造合成毛囊。据悉，该项目实际上非常复杂，每个毛囊包含着15种不同类型的细胞，这是纤维制造的一个周期过程，需要在试管中进行催化刺激。
许多人都在这方面进行过尝试，最终都宣告失败。但是欧莱雅和Poietis公司相信他们正在接近攻击这一项目。关键在于Poietis公司开发的生物打印机，大多数机器通过喷嘴挤压出生物墨水，而它们使用激光逐个存储细胞，每秒可滴出1万滴，而且完全不会损害到细胞。Poietis公司首席科学主管法比安·吉列莫特（Fabien Guillemot）在合作视频中解释称，通过连续不断地在一个表面上分层堆放细胞微滴，它能够打印出3D结构，它可以用于打印生物组织。
图中是苏黎世理工大学应用科学系研制的RegenHU 3D生物打印机
Poietis公司将其创新技术称为4D生物打印，埃里克说：“第四维度是时间，由于我们激光辅助生物打印技术基本上一次只能打印一个细胞，这将使我们能够引导细胞和环境之间的交互性，直至它们形成我们想要的生物学功能。”
从中短期角度来讲，欧莱雅公司希望它们制造的防晒霜和抗衰老精华液能够更有效，因为这些产品可以在类似人类皮肤的打印材料上反复地测试，或许未来欧莱雅公司研制的新型洗发露会使人们的头发变得更加光泽美丽。但显而易见的是，此类技术的影响力可能远不局限于超市的化妆品销售区。
如果皮肤能够在实验室里打印，那么不难想像这种打印皮肤可用于治疗严重烧烫伤患者的皮肤。目前皮肤移植手术是最常见的皮肤烧烫伤治疗方法，但是治疗过程中会出血和感染，并且通常恢复时间很长。
同时，合成毛囊的开发似乎开辟了减少脱发或者移植的商用产品新途径。欧莱雅公司研究创新部门何塞·科托维奥（José Cotovio）称，很显然，我们未来的目标是利用试管中制造的毛囊系统测试创新性分子，以及通过该方法提升我们对头发衰老、脱发、生发等现象背后关键过程的理解认识。
这仅是冰山一角，目前其他研究人员正在积极研究如何制造人类器官，埃里克说：“生物打印将对人类带来巨大的益处，一些人死亡是由于器官衰竭，这是他们死亡的原因，如果我们能够替代这些衰竭人体器官，或许能够延长人类寿命，那就太棒了！”
我们实现以上目标仍有一定的差距，但并不遥远。埃里克认为，生物打印皮肤可能还有5年就能实现，10年之内，我们将开始看到一些软骨植入病例，可能是部分软骨或是整个软骨植入。他充满信心笑着说：“3D打印人体器官，在我们有生之年是可以实现的！”
然而不可避免地生物打印会产生一些伦理问题，其中包括：人们担心人造皮肤和3D打印植入物官的质量和有效性，并谴责生物打印技术使人们“扮演上帝的角色”。对于这些负面效应，最全面的调查报告可能是英国爱丁堡大学科技创新研究系一支团队进行的。
该项目负责人是尼基·韦尔默朗（Niki Vermeulen）和吉尔·哈多（Gill Haddow），他们领导的研究团队对于像《科学怪人》中生物打印出来的怪物并不感到恐惧，他们说：“如果上帝存在，上帝可以创造和影响生命，那么现在就会存在许多技术，让人类能够扮演上帝的角色，例如：遗传学。生物打印技术可帮助人们制造一些较小人体器官，用于医疗应用。”
3D生物打印技术需要克服的更大障碍就是成本问题，虽然该技术为人们带来希望，制造的人造器官或许能够解决器官移植患者长期排队问题，但就目前来看，这一希望很难实现。3D生物打印是成本很高的技术，如果它能实现，那也是少数人可以承担起相关费用。尼基警告称，当前存在的健康差异和全球各地医疗待遇不同，会让很多人无法分享到3D生物打印器官。
简而言之，他们总结称，英国国家医疗服务体系和美国卫生保障体系等其它系统的器官移植患者面临着手术问题和器官延期，这些现状将支持生物打印技术继续向前发展。你可能会想，将相对便宜的生物打印机出口至某些医疗保健不完善的国家和地区，就能让患者们享受到最新技术带来的福音，然而事实上，这些3D生物打印机仅能用于有能力使用它们的健全医疗保健体系之中。
图中是RegenHU 3D生物打印机制造的韧塑性细胞
努力降低成本
成本成为3D生物打印发展初期的“拦路虎”，最好的打印机品牌，例如：EnvisionTEC的3D Bioplotter、RegenHU’的3DDiscovery等定价都超过15万英镑。因此，这些打印机品牌只能在高校实验室里看到，目前，埃里克希望Cellink能够改变一下这种状况。虽然埃里克的公司是从提供生物墨水起家，但是时间不长就进入了打印机硬件市场。埃里克的办公桌旁边摆放着“Bob”，他是将自己宠物的名字命名Inkredible+ 3D生物打印机，这是埃里克公司独立研发的，经常在各种贸易展会上展出。
Inkredible+是一台非常吸引人的打印机：它的体积略小于酒店房间的小冰箱，采用白色设计，配有蓝色LED灯光，但真正吸引顾客的是它的价格并不高。Cellink公司制造了3款3D生物打印机，价格在7600英镑到2.99万英镑之间。埃里克解释称，他们之所以能节约制造成本，部分原因是他们使用了便宜的3D打印机部件，而不是采用成本较高的电机导轨系统。另外，这也和“剃刀与刀片”商业模式相吻合，Cellink公司明白，拥有3D生物打印机的顾客越多，公司销售的生物墨水就会越多。
埃里克对自己的公司非常自豪，因为该公司能够将3D生物打印机的成本降低，目前该公司的客户群体包括：美国麻省理工学院、哈佛大学、英国伦敦大学学院等高校，同时，公司也向3D打印业余爱好者提供这项新技术。埃里克并不知道客户如何利用他们的打印机和墨水，也许他们是打印“生物组织”测试药物，或者从癌变肿瘤中提取细胞，之后研究各种尝试方法，最终找到最佳治疗方案，这正是该技术存在的真实意义。
埃里克说：“由于我们3D打印机降低了成本，一些大型生物打印公司对此非常不满，但老实讲，消费者才是驱动市场运行的原动力，他们希望购买到价廉物美的产品。对于我们来说，我们并不知道治愈癌症的方法在哪儿诞生，不知道该方法会出现在印度、日本、南美洲还是纽约，但是我们希望给予每个人机会，让他们去研究和体验。”
打印人类心脏面临的挑战
除了几何结构之外，人体最复杂的器官就是心脏。它不会像肝脏和肾脏一样进行复杂的生物化学反应，科学家对其工作原理十分清楚，心脏不同于大脑等其它器官组织，基于这一原因，心脏从理论上是最容易生物打印的人类器官之一，因此非常适合生物打印。目前，欧洲有3500人正在等候进行心脏移植手术，其中许多患者等待新的心脏已超过两年时间。
我们如何生物打印一颗心脏呢？目前最有希望的方法是生物打印细胞支架，生物打印机会先用于打印可生物降解的心脏支架结构，这相当于“细胞骨架”。这种脚手架能模拟心脏的细胞外基质，细胞外基质可向细胞提供结构支持，并帮助引导它们抵达相应的区域。接下来，心脏细胞将被打印在支架上，在支架里面，细胞彼此进行交互反应，链接形成心脏的结构，在细胞融合到心脏的整个结构中之后，支架就能够拆解，留下用于移植的全功能心脏。目前，这种技术已出现，虽然其应用范围有限，之前有一个支架被用于生物打印一小块心肌组织，被证实可以修复患有心脏病老鼠的受损心脏组织。
为什么当前我们仍未直接打印出心脏呢？生物打印一小块肌肉和生物打印整个心脏组织是完全不同的事情，这是为什么呢？一个难题是需要解决——血管。目前生物打印很难制造血管，何况对于结构复杂的心脏组织，它包含着直径比最小细胞还小的毛细血管。打印制造血管系统并非一件易事，美国宇航局甚至提供50万美元的资金，用于奖励第一个3D打印出血管组织的科研团队，美国宇航局发起的“血管组织挑战赛”，计划将资金奖励给在试管中存活30天，带有全功能血液系统的1厘米厚人类血管组织。
我们距离生物打印人类器官还有多远呢？对于评估人类器官生物打印何时实现，业内存在各种预测，其中一支研究团队声称他们能够在6年之内生物打印一颗心脏。目前，没有人知道生物打印技术能够安全有于人类器官移植的准确时间。然而考虑到当前从事3D生物打印的科学家数量较多，同时预计2021年生物打印领域将超过13亿美元的规模，或许我们距离实现3D打印心脏并不遥远。（叶倾城）
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