生物打印——3D打印活体组织
生物打印是利用3D打印技术，将含有活细胞的生物墨水逐层沉积，构建三维活体组织的技术。生物打印的目标是制造可用于移植的人体组织和器官，解决器官移植供体短缺的问题。生物打印是再生医学和增材制造交叉的前沿领域。
生物打印的核心是生物墨水。生物墨水由活细胞和生物材料组成，需要具备良好的生物相容性、可打印性和机械性能。常用的生物材料包括海藻酸钠、明胶、透明质酸、胶原蛋白和聚乳酸。细胞类型取决于目标组织，如皮肤组织使用成纤维细胞和角质形成细胞，软骨组织使用软骨细胞。
生物打印的工艺包括喷墨打印、挤出打印和激光辅助打印。喷墨打印通过热或压电方式将生物墨水液滴喷射到基底上，精度高但细胞密度低。挤出打印通过气压或机械力将生物墨水连续挤出，适合高细胞密度和大尺寸结构。激光辅助打印利用激光脉冲将生物墨水从供体膜转移到接收基底，精度最高但速度慢。
生物打印在组织工程中取得了重要进展。3D打印的皮肤已经进入临床试验，用于烧伤和慢性伤口的治疗。3D打印的软骨用于修复关节损伤。3D打印的骨骼用于颅颌面修复。3D打印的血管网络是构建复杂器官的基础，研究人员正在开发可打印的血管化组织。
生物打印面临的挑战包括血管化、成熟度和规模化。打印的组织需要血管网络来输送氧气和营养，否则内部细胞会死亡。打印的组织需要经过体外培养成熟后才能移植，培养条件需要模拟体内的微环境。大规模生产需要自动化和标准化的生物打印平台。
展望未来，生物打印将向更复杂、更功能化的方向发展。多材料生物打印可以构建具有梯度结构和异质性的组织。4D生物打印让打印的组织可以在外界刺激下改变形状或功能。AI将优化生物墨水的配方和打印参数。生物打印有望在未来实现可移植的复杂器官，如肾脏、肝脏和心脏，彻底改变器官移植的格局。