说起3D打印技术在生物医学领域的应用，杭州电子科技大学的徐铭恩教授认为3D打印与医学影像建模等技术相结合，能够在人工假体、植入体、人工组织器官的制造方面产生巨大的推动效应；细胞3D打印技术在新药研发中能够起到重要作用。徐铭恩教授同时作为捷诺飞生物科技有限公司的创始人和他的团队提供的基于3D打印的药物开发服务、假肢康复辅具等医学应用。
2005年，正在清华大学机械工程系做博士后研究的徐铭恩，接触到了生物3D打印。细胞3D打印的生物学基础源自一个著名的实验：把老鼠的动脉血管切成一个个的环状结构像甜甜圈一样，把这些环状结构全部套起来，大约72小时后，这些结构重新长到一起，形成一个有功能的、可以输送血液的血管。这个实验说明，假如科学家能在体外用一种技术把细胞按照它体内的结构堆积起来，是有可能成为功能性的结构的。
但要把理论的可能性变为现实，并非易事。徐铭恩遇到的第一个难关是细胞的损伤率。最初打印出来的细胞，损伤率几乎达到了90%以上，很多时候是100%。“我刚刚做的时候，几乎绝望。大概7、8个月的时间里，不停地做，每天换三、四套实验方案，换材料、换打印的参数，半年多以后，终于让细胞在里面活下来了。”解决这个问题后，徐铭恩又碰到“幸福的烦恼”，细胞在里面疯长，把整个结构都填满了；又或者是，细胞长起来了，但把支架给吃掉了，因为用来做支架的材料是对细胞有营养的物质。围绕这些情况，又进行了较长时间的实验。慢慢地，他可以控制细胞在里面的生长，甚至可以控制细胞在里面的分化。后来又发展到能预留出计划中的通道。
细胞3D打印技术在药物研发领域的应用非常广泛。徐铭恩介绍说，目前既有的药物开发有两种类型：一种是高通量的分子模型，脱离人肌体的整体环境，所以筛选是不准确的；第二种是动物模型，动物和人是有种间差异的，动物身体有效的，到人身上可能就无效；动物身上无毒的，到人身上可能就有毒。因此药物的开发产业投入非常大，数字显示，2011年美国制药工业协会新药研发投入约674亿美元，其中光辉瑞一家就投资了94亿美元。但是新药产生的效率却很低。“有了3D打印技术，我们能用打印出来的人的细胞或组织器官，进行药物筛选，这给整个药物筛选体系带来了革命性的改变。”据了解，捷诺飞公司提供的基于3D打印的药物开发服务，已经拓展到了全球十大制药公司和知名的医疗机构。
此外，徐铭恩团队还成功完成了一些生物相容的生物支架的打印。“生物3D打印的支架在宏观和微观结构上都可以很好地契合受损组织的结构需求，这在临床上，在为病人进行组织修复时，是非常重要和有用的。”
（来源：模具联盟网）
