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桌面3D印表機已經可以打印出玩具飾品、齒輪組，甚至可以製作其他印表機的零件。醫學研究人員也在利用這項快速發展的技術來擴大再生醫學的選擇範圍。英國曼徹斯特大學材料學院的布萊恩·德比在11月15日線上發表於《科學》雜誌一篇新的綜述論文中，詳細介紹了這個新興領域的進展和挑戰。
研究人員在誘導細胞生長方面取得了巨大進展，他們將細胞生長在人工多孔支架上，然後將這些支架植入體內，以取代骨骼等硬組織。三年前，醫生們能夠誘導幹細胞在骨骼支架上生長，從而再生骨骼並將其植入一名因基因缺陷而沒有顴骨的青少年臉上。
但現在，研究人員不再依賴澆鑄模具、泡沫設計或捐贈的生物材料，而是可以使用生物相容性、可生物降解的聚合物列印定製的支架結構。“這些方法使我們能夠開發出非常複雜的支架，更好地模擬體內環境，”德比在一份準備好的宣告中說。
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工程師可以仔細控制這些多孔支架的微小內部結構，以最大程度地促進細胞生長。這些新的列印方法還允許快速廉價地進行實驗，以測試各種一次性設計。
先進的生物列印技術也可用於生物材料本身。與彩色列印一樣，生物材料列印可以在不同的有機材料之間切換，併產生梯度和混合效果。噴墨列印是沉積細胞的首選方法，作為 20 世紀 80 年代的一個演示，一臺未經改裝的惠普桌面印表機被用來列印膠原蛋白以及類似組織的結構。
然而，列印對細胞來說是困難的。一些研究成功地使 95% 以上的細胞在整個過程中保持完整，但其他研究做得不太好——由於細胞膜受損而損失了一半以上。
生物列印的未來可能是這些方法的結合——既列印高度特定的支架，又列印細胞結構。最近的研究表明，幹細胞的命運可以透過細胞列印的表面來控制。
基於列印的組織再生的前景將大大改善排斥問題（因為使用了患者自身的細胞），並在其他方法難以重建的部位再生組織。“即使移植一小塊組織來修復鼻子或嘴巴內部也非常困難，”德比說。“目前將患者皮膚移植到這些區域的做法被認為是不令人滿意的，因為移植組織不具有產生粘液的細胞或唾液腺。我們正在研究列印細胞片的技術”，這將更像這些器官的自然環境。
這些技術還可以用於研究人體外的疾病。例如，如果研究人員能夠開發出一種產生癌細胞生長的結構，他們就可以在開始人體試驗之前測試新的藥物和治療方法。
但在我們擁有按需列印的心臟、腎臟和眼睛之前，我們還有很長的路要走，需要學習如何製造更異質和更堅固的結構，以及維持健康的組織網路。“考慮到我們製造和表徵簡單的單材料支架的能力是相對較新的，列印組織的靶點是非常雄心勃勃的，”德比寫道。但這些技術最終將創造“組織工程和再生醫學的新研究領域”。