人们或许对2011年3月3日美国再生医学领域的专家，北卡维克森林再生医学研究院的Anthony Alata教授在TED脱口秀中的演讲记忆尤新。当时，Alata教授向观众展示了科研人员在人造器官领域取得的成果。1999年，维克森林再生医学院就通过植入人类细胞培育的支架制造出多个人类膀胱，继而将这些膀胱成功移植到病人体内。Alata还展示了一个特殊的3D打印机，该设备可以制造出一个人体肾脏原型。时至今日，全世界的科学家在人工血管、软骨组织，肾脏、肝脏、皮肤等用于研究和药物测试的器官3D打印领域取得了不同程度进展。这些都属于生物3D打印技术。看到这些不可思议的研究成果，你一定好奇科学家们是怎样凭空将人体组织变出来的吧？ 今天就让我们抛弃那些只有混过实验室的人才能听懂的语言，简单了解一下生物3D打印。
人体组织和器官都是数以万计的细胞组成的。比如心脏是由比较单一的心肌细胞组成的，而肾脏则细胞种类较多，仅肾小球中就有：血管内皮细胞，肾小囊壁层上皮细胞，肾小囊脏层上皮细胞（足细胞），系膜细胞。千里之行始于足下，人体器官3D打印亦不例外，不论构成他们的细胞种类有多少，都要从培养细胞做起。那么，问题来了，在高中时代的生物课中我们就知道细胞是在培养皿中培养出来的，与3D打印有怎样的联系呢？
接下来，我们以Nanoscribe 公司的纳米级生物3D打印机为例，了解三维技术在控制细胞形态过程中起到的作用：
德国的研究人员使用Nanoscribe 3D光刻系统构建三维的生物支架（左图中白色的柱状结构），能够控制直接从鸡的身上分离出来的成纤维细胞（专业术语称之为原代成纤维细胞）的生长形状。右图中的4个红点，是一种有机大分子的聚合物组成的基质。图中每4个红点构成一个方糖形状的单元格。成纤维细胞在粘附在方糖形状的单元格上，即可以成长为同样的方糖结构，从而实现控制细胞形状的目的。通过控制细胞学形状及细胞之间的连接进而实现更接近基体内的细胞学功能。右图中的绿色部分就是已经成长为方糖形状的细胞。
用常规培养方式培养的细胞，其形态和功能与人体内的细胞并不完全相同。而用使用生物3D打印技术，可以让细胞按照预先的设计的形状和细胞之间的联系生长，更贴近人体的真实情况，从而达到模拟人体组织和器官的目的。无论是人造血管、软骨组织，还是肝脏组织、肾脏组织，其核心是特定类型细胞的分离（或定向诱导）及大规模扩增。从这个意义上讲，3D打印人体组织和器官的发展很大大程度上取决于生物技术的发展。
图片来源：Nanoscribe
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