从耳廓到心脏：解锁生物打印的生存密码
你敢相信吗？未来，人体器官可能像零件一样随时打印更换！近年来，中国生物医学工程成果爆发，正将科幻大片变为现实。病变组织能否原位修复？活性器官可否直接打印？失明者会重获超常视觉吗？答案，或许比想象更近。
生物医学工程：重启生命健康新纪元
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2025年6月，我国科学家破解哺乳动物器官再生密钥，首次让受伤成年小鼠自主再生耳廓软骨与神经，创下再生医学里程碑。
如今，生物医学工程创新浪潮席卷：从人工关节、智能假肢到3D打印器官，工程化手段正重塑人体构造。
未来，它将成为对抗疾病的核心武器，助我们夺回健康主导权。
活性类器官如何被“打印”出来？
今年8月，上海实验室诞生全球首个直径超1厘米的活体心脏类器官。何为类器官？它堪称“迷你器官”，由干细胞诱导培育，能模拟真实器官功能，用于疾病建模与药物筛选。如今，活性类器官已能直接3D打印！但打印生命体需要什么“墨水”？随我们潜入实验室一探究竟。
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想象一下，耳朵、骨骼、心脏、喉管……这些活体组织竟从3D打印机中诞生！非冰冷模型，而是跃动生命的类器官。打印单个器官，需数十亿至上百亿细胞支撑。
步入深圳清华大学研究院生物智能制造和活体打印研发中心，仿佛闯入未来细胞工厂。这里，生物打印原料——细胞，大规模增殖。传统培养皿中，细胞如挤大通铺；而这里，细胞入住立体温室，舒适生长。
总台央视记者 张春玲：看这粉丝状物质，正是类器官打印的“生物墨水”载体。一米多长材料蕴含数十亿活细胞，堪称超级“细胞工厂”。
功能细胞入驻这般柔软仿生环境，温湿营养精准调控，得以飞速扩增。
深圳清华大学研究院研发中心主任 徐弢：构建人体组织器官，首需海量细胞——不是几千万，而是十几亿甚至上百亿！
干细胞分化为功能细胞，经培养扩增获海量细胞。与水凝胶、活性因子融合，即成3D打印“生物墨水”。备好墨水，进入打印环节。徐教授团队十年磨一剑，研发出尖端生物3D打印机。
深圳清华大学研究院研发中心主任 徐弢：传统打印机不打活物，而生物打印需规避机械与热损伤，保护活细胞。
实验室内，一个类器官耳朵正被打印。基于三维建模，打印机逐层自动成型，精度达100微米乃至更高。
深圳清华大学研究院中心平台联培医生 陈小雷：后续培养中，添加特定生长因子，引导细胞定向软骨分化，以满足机械强度与外观塑形，助力临床耳部重塑。
近三十年发展，器官打印从幻想步入现实。皮肤、软骨、骨支架等简单组织及膀胱类器官已临床应用。虽复杂器官打印仍处科研阶段，但为再生医学与个性化治疗开辟新路径。
类器官试药：安全高效的“替身”战争
生物打印的皮肤、神经、心脏等类器官，一项高效应用是充当“试药员”。如何操作？有何优势？再探实验室。
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在深圳清华大学研究院实验室，一台设备疾速运转，细长喷头穿梭，一分钟内将上百个发丝粗细的小球精准“挤”入板孔。这些小球何用？
深圳清华大学研究院研发中心副主任 陈建伟：这是高通量类器官打印设备，将癌症患者组织与生物材料混合，体外高效模拟肿瘤类器官，分入不同试药腔室。
传统癌症治疗需患者“盲试”，而类器官试药让“迷你肿瘤模型”先行。每个小格住一位“试药员”，同时测试多药物与剂量，筛选最优方案，现已步入临床。
另一实验室，记者体验全新原位打印技术，模拟受伤皮肤上直接打印新皮肤。此技术可深入体内，微创“原位打印”，宛如高级裁缝精准修补。
深圳清华大学研究院研发中心主任 徐弢：我们将含活细胞的生物墨水打印在心脏梗死区，形成心脏补片，修复坏死心肌。
细胞打印、器官打印、原位打印，生物医学工程正开启未来医学新纪元。科学家们持续提升精度，构建复杂微结构与血管网络，攻克长期功能维持等难题，推动人工器官从“形似”迈向“神似”。
跨界共创：赋予失明动物“超能视觉”
生物医学工程进步激发健康幻想。跨学科协作催生新突破。上海三家国家重点实验室联手，研发出全球首款超宽光谱视觉假体，让失明动物重获可见光感知，甚至“看见”红外线，如超能英雄。
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实验室中，植入视觉假体的小鼠在无可见光下，凭红外光信号辨形，具备红外感光——科幻成真！关键在显微镜下那微小设备：指甲盖二十分之一大的超薄贴片，密布发丝般纳米线。它无需电池与外部摄像头，植入眼底即激活残存神经，让视网膜变性者重见光明，甚至感知超越人眼的光谱。
中国科学院上海技术物理研究所 胡伟达：人眼视网膜感光细胞密如短发，各连1-2根神经细胞。我们设想用密集纳米线片直接替换感光细胞，快速模拟眼球感光功能。
纳米材料就绪，但制成精密器件并提升光电转换效率成工程挑战。研发接力棒传至复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室。
复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室 王水源：初始光电流密度仅0.1甚至0.01安/平方厘米，经系列优化后达30安/平方厘米，创已知体系世界纪录。
作为眼内仿生器件，需生物实验验证与迭代。复旦大学脑功能与脑疾病全国重点实验室加入，通过盲鼠模型测试，寻优安全方案。
复旦大学脑功能与脑疾病全国重点实验室 姜承勇：材料从初版到投稿版迭代十余次，我们测试后反馈给合成实验室，优化生长条件。
七年磨一剑，三实验室跨界成果登顶《科学》期刊。打破学科壁垒的合作，成生物医学工程创新范式。研发持续，前端器件与后端神经元融合，硅基与碳基结合，为脑机接口、器官修复等注入新思路。
战略布局：驱动生命科学产业创新浪潮
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去年两会，政府报告规划未来产业，开辟生命科学等新赛道。同年，七部门意见加速细胞与基因技术产业化。生命科学升为国家战略，各地争先布局。
上海率先构建类器官创新生态圈，自2021年支持类器官与器官芯片项目。湖北聚焦类器官，目标2027年生物医药产业规模2500亿。深圳全链条扶持医药器械，重点资助细胞治疗、基因治疗等。这些战略正加速技术落地，你是否期待生物打印改变生活？立即关注，共同探索生命科学下一个奇迹！
责任编辑：黎佳易
相关问答
什么是生物打印技术？
生物打印技术，简言之，是用3D打印机制造活体组织或器官。它利用生物墨水（含细胞、生长因子等）逐层构建，仿生人体结构，开启再生医学新篇章。
3D生物打印技术的应用？
应用广泛：从打印皮肤、软骨用于临床修复，到制造“迷你器官”用于药物筛选，甚至探索原位打印修复心脏。未来，它可能彻底改变器官移植与疾病治疗。
3d生物打印的研究意义？
其意义深远：不仅推动个性化医疗，解决器官短缺危机，更融合工程与生物技术，为人类对抗疾病、延长健康寿命提供革命性工具。
3d生物打印技术的发展前景？
前景无限：随着材料科学、干细胞技术突破，生物打印将迈向复杂器官制造。未来，或许每个人都能拥有“备份器官”，健康寿命大幅延长。
3D生物打印技术做到什么程度了？打印出来的耳朵能用吗？
目前，生物打印的耳朵、骨骼等简单组织已进入临床测试。打印的耳朵类器官具有活性，可用于修复重建，但完全功能化器官仍在研发中，潜力巨大。
国内有哪些大学设有3D打印专业？
国内多所高校涉足，如清华大学、上海交通大学、华中科技大学等，在生物制造、材料工程等领域开设相关方向，培养前沿技术人才。
生物博士考研方向
生物博士考研可选方向丰富：包括细胞与发育生物学、合成生物技术、生物医学工程等，根据兴趣聚焦前沿领域，推动科学突破。
除了PLA，生物可降解塑料还有哪些
除PLA外，还有PHA、PBS等完全生物降解材料。它们在医疗植入物、环保包装等领域应用广泛，助力绿色可持续发展。
我的专业是生物技术,是理学学士,很多课程都跟临床专业一样....
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