幫你打印一顆心臟吧 解密“3D生物打印”

吳豐恆

一群“科學怪人”正執於製造人體器官。

西部科技重鎮成都10月25日舉行了一場特別發布會，叫作“國家高技術研究發展計劃(863計劃)”3D生物打印血管項目獲得重要突破”。

兩名“千人計劃”國家特聘專家，加上成都最大的地商人，是這個項目的幕后推手。具有生物活性的血管3D打印只是起步，距離真正的人體器官3D打印尚需時日。3D生物打印，曾獲得四川省政府創業創新推薦。

科學家們試圖證明，如果按照他們的方法行進，終有一天，人們可以為自己量身定製一隻備用心臟。

如何實現3D生物打印

簡單來，3D生物打印技術是把細胞培養液當作“墨汁”，通過特製的3D打印機打印出人體器官、組織，比如內臟、四肢。

這是不是不邊際的不靠譜行為？這背后的科學家團隊陣容倒是十分強大：

首席科學家、藍光英諾3D生物打印業技術研究院院長康裕建教授，他參與了全球第一例換心手術，製造併試驗豬安裝了全球第一隻3D打印豬心臟。負責藍光英諾3D生物打印機製造的周惠興教授，是中國農業大學3D打印工程技術研究中心主任。

康裕建、周惠興均是“千人計劃”國家特聘專家;“3D生物打印血管項目”進入了國家863計劃。

作為唯一有機會進入藍光英諾3D生物打印實驗室的媒體記者，本報記者有幸第一時間目睹兩台3D生物打印機真容，分別是血管打印機、表皮組織打印機。

初看頗不覺為奇，血管打印機有兩個噴頭，噴頭口流出的液體滴到下面一條中空細管(類似於飲料吸管)表面，細管旋轉一圈，液體完全覆蓋細管表面。不久，據血管打印成功了。

但這裏面其實有很多學問。比如經康裕建解釋，細管中空，是因為裏面灌裝了培養液，保證細胞在成為血管組織過程中保持生物活性。也就是，打印機裏是正在生長髮育的活細胞。

細胞液也很有講究。

在一次轉基因老鼠試驗中，康裕建受到發：當胚胎的器官生以前，母體子宮中某一微環境限定了胚胎某組幹細胞和另一組幹細胞向不同方向的分化。也就是，如果發現了影響某種器官表達的微環境，就有可能通過引導幹細胞分化，形成想要的器官。

而研究導致某種器官表達的幹細胞微環境構成，可能窮盡一名頂尖科學家一生精力。

“在過去15年中，我只做了一件事——專注於再生醫學和幹細胞研究。”康裕建總結。而其15年沉澱，成就了“生物磚”技術。康裕建不僅要研究幹細胞向血管轉化的微環境，還需要提供一種結構，使得處於該微環境的幹細胞可以打印成為器官、組織，具備正常人體器官、組織功能。

“生物磚”是“Biosynsphere”的中文意譯，實際上是一種具有生物活性的合成球體。康裕建向《第一財經日報》記者表示，它擁有一個生物可降解、有力學強度和抗機械損傷能力的外殼，外殼裏是細胞生長因子和營養成分，以及幹細胞。

和普通磚石是建築物基礎同理，康裕建團隊構建的技術體系中，“生物磚”正是用來建造組織、器官“大廈”的磚石。

技術突破點

3D打印血管，乃至於3D血管打印機(3D血管旋生儀)，實際上都不是此次科學突破的重點。

相對於單個仍有待臨床試驗驗證品發布，康裕建團隊通過發布3D打印血管、打印機，實際是建立了一套3D生物打印平台體系和技術路線，這包括醫療影像雲平台、生物墨汁、3D生物打印機、打印后處理系統四大核心部分。

如果繼續沿上述路線研發，3D生物打印將可能在包括“生物磚”系統基礎上，從血管打印延伸至肝臟、脾胃打印。“‘生物磚’是我們提供的開發平台，我們需要很多應用開發者。”康裕建。

包含不同微環境的“生物磚”，在藍光英諾製備的“血管‘生物磚’”以外，還可能形成“心臟‘生物磚’”、“肝臟‘生物磚’”……繼而通過對應3D打印模組，打印出生物心臟、生物肝臟，真正實現人體器官定製。

“我們的團隊在做血管，兩年內可以把血管放到人的身體內，但這並不等於我們血管的任務就完成了，因為每一寸血管都不一樣，對我們來血管研究就是無休止的工作。”康裕建對本報記者。

至於如何滿足不同“生物磚”、不同組織器官的打印，周惠興對本報記者表示：“總的來，我們的思路是模組化設計，打印機的基本平台是可以通用的，打印血管的時候就加上血管的附件。”

而也有“器官再造”懷疑論者認為，人類對幹細胞分化微環境模擬難以窮盡，或者複雜器官的3D生物打印難以實現。

事實上，現在3D生物打印距離臨床試驗確有一段距離。不過康裕建對3D生物打印出器官非常自信，“我可以負責任地告訴你，我們可以打印血管，我們就認為用生物磚打任何器官這條路都可以走得通。”

商業運作遇考驗

發布會期間，《第一財經日報》記者也注意到一個小插曲。

10月24日，量子基金創始人之一羅傑斯也訪問了藍光英諾實驗室，羅傑斯坦言，對於藍光英諾3D生物打印技術，從開始懷疑到了解后震驚。不過，羅傑斯的溢美之詞始終加之於康裕建團隊的技術成就，而對於藍光英諾如何運營、其用戶是誰、現金流如何保障提出尖的疑問。

本報記者向羅傑斯提問稱，會不會因為對藍光英諾的考察而考慮買入藍光發展(600466.SH)，羅傑斯的回答模棱兩可，“因為藍光發展停牌，我也買不了。”而一旦藍光發展復牌，羅傑斯稱，會再詳細加以研究。

藍光英諾成立於2014年，藍光發展曾公告投入2.15億元用於3D生物打印技術研發和科研團隊建設。作為上市公司，藍光發展如投資需要持續資金投入短期不見盈利的項目，雖然其有利於藍光發展向大健康領域長遠戰略佈局，但短期業績仍有可能受到拖累，這也正是投資者擔心所在。

“從我們的醫療影像轉換，到以‘生物磚’為核心的生物墨汁技術，到打印機載體，再到后處理階段，我們未來的商業模式，就是‘把我的技術和你的技術合作。’”藍光英諾董事長任東川稱。

“實際上，藍光英諾是個平台。英諾下面每個品、每個具體的項目可能是一個科學家小組、是一個公司，藍光會投資，大康資本會投資，它是一個股份制公司。”藍光發展董事局主席楊鏗。

正是楊鏗最初接觸以及最后敲定投資與康裕建開展合作。他們一方是急於尋求轉型的地企業家，一方是急需資本推動研究的科學家。

中短期內，通過3D打印技術解決方案和技術合作，藍光英諾獲得盈利較為困難。不過在研發過程中生的副品，全息信息技術、精準製藥技術，可能是英諾更為現實的盈利點。對於藍光英諾的市場表現，任東川稱2016年或許有數據可以公佈。