上個月，一件模仿人類呼吸道上半部分的複製品正式面世——用膠原蛋白製作的人類氣管以及兩個支氣管。膠原蛋白是組成人體必不可少的結合劑，它給予了這件複製品光滑的質地以及空心的結構，摸起來就像還沒煮熟的意大利麵。

最近，公司聲稱將用類似的打印機生產“無限量多”的人肺以解決現今捐獻器官的嚴重短缺問題。

圖 | 3D Systems的科學家們打印出模仿肺部的氣管結構

器官制造大亨

這次的 3-D 打印項目是公司 CEO Martine Rothblatt 發起的一系列投資巨大的工程項目之一。她曾經是天狼星衛星廣播公司的創始人，不過在上世紀九十年代因女兒被診斷出一種罕見的肺部疾病而改變了工作。

3-D 打印技術概覽

如今這款使用膠原蛋白的 3D 打印系統依照光造形術（stereolithography）的原理來工作。當紫外線掃過一整堆參雜感光分子（photosensitive molecules）的膠原蛋白時，膠原蛋白就會固化。漸漸地，先做好的一層材料位置就被降低、放到底層，新的一層又在此基礎上繼續被製造出來。

據公司介紹，這款打印機能夠打印出分辨度為 20 微米的膠原蛋白。但是想要打印出具備很多細節的肺，即使是微米級別的精度也不夠。

據來自 3D Systems 公司的生物打印部門負責人 Pedro Mendoza 評論說，肺部結構十分複雜，無論用機器製作還是用模具澆築都比不上 3D 打印技術的精細度。她還補充說，公司決定從半導體產業挖掘思路，比如光掩膜、反射鏡和功能更強大的射線等等都能幫助提高打印機的產品的分辨率。目前的打印技術速度也欠佳，打印整個肺的支架結構可能需要一整年的時間。

生物打印技術的其他應用

一些生物打印的組織幾乎可被用到醫療領域。最近，來自西班牙的一個研究團隊打印出他們認為能夠為燒傷病人所用的皮膚替代品。不過，現今打印出的組織只有紙那麼薄，因為其中沒有血管。面積再大一點的組織有可能還會提早衰亡。

雖然有些研究者已經打印出活體血管的原型，不過這些都還是處於非常初級的階段。美國 NASA 提出要獎勵首位打印出有一釐米厚活體組織的科學家（30 萬美元），但是到目前為止，獲獎人依舊沒出現，更別提打印出重達三磅的肺將會面臨多少困難和挑戰。

Sharon Presnell 來自加州的 Organovo 公司，這家公司主要負責打印又薄又有彈性的肝切片。他說，好多公司都忙著打印出完整的器官，但談論這些可能都為時尚早了。“我們去哪裡找到能夠打印出如此大的脈管系統（vasculature）的材料呢？這個材料又能承受多大的壓力呢？”Presnell 闡述了他的疑惑。

怎麼把細胞加到打印好的模型中？

波士頓大學的幹細胞生物學家 Finn Hawkins 認為，在這次試驗中，血液循環和氣體交換已經成為可能了。但是，想要成功移植器官還有很長的路要走。首先，Ott 的實驗裡缺少了重要的幾種細胞，包括能夠幫助排出痰的波狀纖毛；其次，我們不知道去哪裡找大量的人體細胞以支撐整個器官打印行業。目前，已去世的人捐獻的肺也無法滿足這一需求。