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    2012年的一天，英国威尔士29岁的男子斯蒂芬·鲍尔遭遇了一场严重的摩托车事故，脸部留下大面积重创。为了不吓着别人，每次临出门前，他都不得不戴上帽子后压低帽檐、再配副大墨镜将脸上的疤痕尽可能遮蔽。

    不久前，他接受了一项开创性的手术——用3D打印的部件来重建他的脸。由此，他成为世界上最早采用3D生物打印技术治疗面部创伤的患者之一。

    3D生物打印如何工作

    3D生物打印机是如何工作的呢？

    据相关专家介绍，不管打印出来的是多么让人吃惊的生物部件，首先它是台打印机，所以基本的“机能”与普通打印机一样，也需要打印的数据原件及打印材料。

    当然，3D打印机的可操作性远没有达到传统打印机“只需按下一个键即可”的完全傻瓜式操作的成熟程度。3D打印机的掌舵者，如果不懂操作CAD之类的绘图软件或数学等专业技术知识将完成不了建模。

    3D生物打印在原理上与喷墨打印类似，材料从喷嘴出来，层层叠覆，形成一个三维物体。类似搭建金字塔，一层一层往上搭，直到整个物件打印完毕。在打印过程中，需要的“颜料”是ABS（一种树脂）、PLA（一种生物材料）或聚碳酸酯、金属粉、黏土，甚至活细胞等这样的热塑性原料。3D打印比将一块材料切掉多余部分高效得多，而且不像注塑成型方式，无需设置一条装配线，是一种个性化的生产模式，借助的是计算机辅助设计、激光扫描、材料熔融等技术。

    新鲜出炉的生物打印材料非常娇嫩，打印后经过处理，它们就变得和真实的组织一样有韧性。如果用手触摸，由水凝胶材料打印出来的生物材料很有弹性。

    成就无与伦比的手术

    在当时的事故中，这个大难不死的小伙子尽管戴着头盔，但他的下巴、鼻子和两个颧骨被撞碎，并且头骨骨折。外科医生说，鉴于他受伤的严重程度，可以通过3D打印技术来“拯救”他的脸，重塑出的面容将与他事故之前的脸非常相似。

    据物理学家组织网报道，威尔士第二大城市斯旺西莫里斯顿医院的研究团队为了修复鲍尔的脸，使用CT扫描、创建和打印了他的头骨对称的三维模型，然后削磨和打印模子与其面部相匹配，在恰当的位置植入钛用来支撑骨头。颌面外科医生阿德里安·休格说：“以前做的任何手术都无法与之相比较。如果没有3D生物打印机这种先进的技术是不可能实现的。这使我们能够更加精确进行操作，并让患者感到满意。”

    鲍尔说，这种用3D打印出的新脸将使自己的生活得到彻底改变。“我出门前再也不必发愁没有伪装好而吓到别人了。我可以一如既往地做日常事情、出门见人、在大街上行走，甚至到任何公共场所。”

    这个成功案例将在伦敦科学博物馆展示，用以呈现3D生物打印技术的特性。

    拓展到人类胚胎干细胞

    除了可以打印多种生物材料，3D生物打印机还能打印人体活细胞，从而直接打印出“活”的组织。而打印出来的脏器，如骨骼、血管等，其最大的优点是能和人类“相生相依”。要先让人体接纳它们，然后才能实现相应的组织和器官功能。如果3D生物打印机能够使用病人自身的干细胞，那么器官移植后的排异反应将会减少，生产移植用人体组织和器官将成为可能。因为人类胚胎干细胞来自胚胎早期阶段产生的“干细胞系”，没有明确的发育方向，可以分化为人体内任何类型的细胞。

    干细胞技术公司商业开发经理詹森·金称：“通常，实验室培养细胞是在二维平面生长，只有少数细胞能用3D打印方式。人类干细胞太敏感，难以用这种方式来控制。”

    去年2月5日出版的《生物制造》杂志上刊登了英国赫瑞瓦特大学和一家干细胞技术公司合作，开发出一种真空阀门式3D打印技术，首次将3D打印拓展到人类胚胎干细胞范围。这一突破使得利用人类胚胎干细胞来“打造”移植用人体组织和器官成为可能，打印结构还能用于药物测试，加速改良测试过程。

    我们相信，未来3D生物打印技术的发展将日新月异，给需要它的人们带来更多惊喜。