感覺腦子不夠用了？不怕，來給你一個(gè)3D打印腦子

近日，廣州舉行的首批科技項(xiàng)目評(píng)審會(huì)，為備受矚目的季華實(shí)驗(yàn)室揭開了神秘面紗。這座志在打造國家實(shí)驗(yàn)室的戰(zhàn)略科技創(chuàng)新平臺(tái)，如何同時(shí)瞄準(zhǔn)國家重大專項(xiàng)與佛山產(chǎn)業(yè)共性關(guān)鍵技術(shù)需求，又如何同時(shí)服務(wù)國家重大戰(zhàn)略需求和服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，引起了廣泛關(guān)注。

未來3D打印可造腦組織
憑借3D打印技術(shù)，可以造出活性的人體組織？在不遠(yuǎn)的將來，這將不再只停留在科學(xué)幻想的層面�！拔磥�，人們對(duì)生命質(zhì)量的追求會(huì)越來越高。作為國際制造技術(shù)前沿，3D打印活體生命組織將是未來國家民生戰(zhàn)略和新興產(chǎn)業(yè)的方向。”在項(xiàng)目評(píng)審會(huì)上，西安交通大學(xué)長江特聘教授李滌塵介紹說，該項(xiàng)目將圍繞著常見的人體疾病展開，包括軟骨與骨組織、乳房組織、多層皮膚組織、腦與神經(jīng)組織等4個(gè)課題。該項(xiàng)目由前沿應(yīng)用和基礎(chǔ)研究來支撐。李滌塵希望，能夠形成對(duì)實(shí)驗(yàn)室支撐的平臺(tái)，來孵化創(chuàng)新的成果。

在軟骨與骨關(guān)節(jié)組織制造的研究中，李滌塵團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是制造出軟骨與骨組織共同構(gòu)建的一種支架，讓軟骨和骨結(jié)合在一起，來修復(fù)大段的軟骨組織缺損。在乳房組織制造研究中，目標(biāo)是制造出可降解的活性乳腺支架，目前已有臨床應(yīng)用�！斑^去制作的皮膚組織只有表面一層，沒有通氣、釋放汗液的功能�！崩顪靿m接著介紹，多層皮膚組織的制造，屬于細(xì)胞3D打印技術(shù)，現(xiàn)在正在做小鼠實(shí)驗(yàn)。而對(duì)腦組織制造來說，該課題不只是為修復(fù)大腦提供方案，更重要的是為腦科學(xué)研究提供模型，實(shí)現(xiàn)腦組織多層3D打印結(jié)構(gòu)在培養(yǎng)環(huán)境中的生長。

“軟性組織如何與人體組織相匹配、融合，軟、硬組織界面如何形成，高精度多細(xì)胞打印如何存活、共生——這些都是研究中的新趨勢和新挑戰(zhàn)。我們希望從設(shè)計(jì)、制造到形成功能，來發(fā)展這方面的研究，包括了設(shè)計(jì)、材料、工藝、裝備和功能體系等各個(gè)方面。”李滌塵稱，未來的前沿方向是向著3D打印腦組織、神經(jīng)組織發(fā)展。而他的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在要著力解決的科學(xué)問題包括，人體組織在宏、微觀層面應(yīng)該如何設(shè)計(jì)；如何實(shí)現(xiàn)多材料的人體組織制造；如何保持3D打印組織的活性，以及如何讓其與人體共存。

解密有多“頂天”？沖擊國際領(lǐng)先水平
從20世紀(jì)90年代初起，體外醫(yī)療模型和器械的3D打印逐漸興起。1995年前后，國際上出現(xiàn)了3D打印人體組織的“替代物”，但這類植入人體的“替代物”并沒有活性。在1998年至2003年，3D打印向活性組織的研究方向（即組織工程支架）發(fā)展；在此前后，細(xì)胞3D打印的研究也開始出現(xiàn)。

2001年，李滌塵團(tuán)隊(duì)就利用3D打印技術(shù)制造出下頜骨。他的這一成果比國外的臨床應(yīng)用，早了十年。2016年，該團(tuán)隊(duì)又做出了氣管和乳房的組織工程支架�！斑@兩項(xiàng)研究在國際上都是最早的。而在細(xì)胞3D打�。�即多層皮膚組織制造、腦組織與神經(jīng)制造的技術(shù)）的研究上，國內(nèi)外都沒進(jìn)入臨床應(yīng)用�！崩顪靿m表示，希望能夠推動(dòng)3D打印人體組織與器官，從人工假體向活性組織、從硬組織向軟組織制造方向發(fā)展。

預(yù)計(jì)多長時(shí)間實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化？
從國外來看，美國哈佛大學(xué)、麻省理工學(xué)院、維克森林大學(xué)、密西根大學(xué)和澳大利亞昆士蘭科技大學(xué)都在從事此類研究。其中，在打印血管化可降解軟組織、可降解氣管支架的研究上，李滌塵團(tuán)隊(duì)能夠和美國哈佛大學(xué)、密西根大學(xué)的團(tuán)隊(duì)“并跑”�！拔覀冏汾s國際先進(jìn)水平，完全有可能，研究的總趨勢在向活性組織發(fā)展。”李滌塵表示，在醫(yī)療應(yīng)用上，第四軍醫(yī)大學(xué)和上海交通大學(xué)第九人民醫(yī)院都開始了臨床實(shí)驗(yàn)的研究。

對(duì)該項(xiàng)目，有評(píng)審專家提出，產(chǎn)業(yè)化的時(shí)間要多少年？“我們希望到廣東（佛山），快速地實(shí)現(xiàn)成果的產(chǎn)業(yè)化。”李滌塵表示，以3D打印下頜骨的研究為例，從2004年向藥監(jiān)部門申請注冊到通過注冊，經(jīng)歷了14年。而今年，國家開始出臺(tái)相關(guān)的指導(dǎo)文件，這和科學(xué)研究的推動(dòng)密不可分。他進(jìn)一步表示，產(chǎn)業(yè)化的過程不只是解決技術(shù)的問題，希望通過技術(shù)引領(lǐng)能從技術(shù)、管理和政策層面產(chǎn)生推動(dòng)。

如何突破科學(xué)問題？
除了國家重大戰(zhàn)略需求的“頂天”項(xiàng)目入圍，在首批項(xiàng)目評(píng)審會(huì)上，一批關(guān)系產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的項(xiàng)目入圍。這包括改變國內(nèi)數(shù)百億汽車線束產(chǎn)業(yè)人工生產(chǎn)現(xiàn)狀的汽車線束智能柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線，也包括瞄準(zhǔn)萬億制衣市場的智能柔性制衣技術(shù)和裝備。“這些‘立地’的項(xiàng)目首先要解決佛山乃至廣東、全國的制造業(yè)所亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)�！奔救A實(shí)驗(yàn)室理事長、主任曹健林進(jìn)一步表示，期望這批項(xiàng)目能夠促使我國制造業(yè)有長足發(fā)展。

以或?qū)⒏淖冡u油釀造產(chǎn)業(yè)格局的人工光照系統(tǒng)研制項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目所要突破的是，填補(bǔ)世界上光照醬油曬制技術(shù)及設(shè)備的研究空白，甚至以此為切入點(diǎn)實(shí)現(xiàn)醬油的智能制造。作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，復(fù)旦大學(xué)工程與應(yīng)用技術(shù)研究院教授劉木清表示，希望借助LED光譜系統(tǒng)照射發(fā)酵罐，來實(shí)現(xiàn)醬油釀造中光的完全控制，并進(jìn)一步通過控制光照來提升醬油的風(fēng)味和品質(zhì)。

這樣一個(gè)富有想象力的應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目，有沒有可能在解決科學(xué)問題上有突破呢？項(xiàng)目評(píng)審會(huì)上，有評(píng)審專家具體指出，光照和醬油風(fēng)味之間的關(guān)系與科學(xué)問題關(guān)聯(lián)，是創(chuàng)新和難點(diǎn)所在。這一觀點(diǎn)引起了其他評(píng)審專家的關(guān)注。有專家建議，可以從小量生產(chǎn)開始，進(jìn)一步設(shè)法把醬油風(fēng)味做出國家標(biāo)準(zhǔn)。此外，風(fēng)味如何影響了人體健康，也需要展開基礎(chǔ)研究。

總的來說，在確保引入項(xiàng)目既能“頂天”、又能“立地”方面，季華實(shí)驗(yàn)室在引入科技項(xiàng)目的過程中采用了“半定向”“基本定向”的方式，為的就是讓國內(nèi)最有能力解決科學(xué)問題的團(tuán)隊(duì)和用戶單位（企業(yè)）一起參與進(jìn)來，共同提出初步的項(xiàng)目方案。曹健林介紹說，在此過程中，要先廣泛調(diào)研，規(guī)劃出“頂天立地”最需要解決的問題，然后帶著這些問題，來和科技團(tuán)隊(duì)商談。這對(duì)保證這些項(xiàng)目“貼地飛行”有著重要的意義。

來源：廣州日報(bào)