新科研分子工程实验室首次研发可打印鼻子、外耳、心脏主动脉瓣和软骨等细胞组织的3D打印机器，只需五分钟就能打印出小型组织。这项发明从构想、设计到制造，总共耗时10个月。

叶伟强 报道

yapwq@sph.com.sg

新加坡科技研究局首次研发可打印鼻子、外耳、心脏主动脉瓣和软骨等细胞组织的3D打印机器，打印速度也远比其他类似机器快，五分钟就能打印出小型组织。

这台由新科研分子工程实验室（Molecular Engineering Lab）内部构想、设计和制造的打印机耗时10个月研发，也是新科研首台专门印制生物组织的3D打印机。

与国大医学院骨外科探讨
如何用打印组织修复软骨

实验室正与新加坡国立大学杨潞龄医学院的骨科外科部门合作，讨论如何用3D打印的凝胶组织，助伤者修复软骨。

然而，要人体使用这些3D打印组织，还需要很多年的研究，因为在展开临床试验之前还须进行动物实验，而这是实验室即将与国大杨潞龄医学院展开的研究。

3D生物打印机的幕后功臣是实验室研究员马伟杰（35岁）博士。他获美国约翰霍普金斯大学颁发的生物医学工程博士学位。

马伟杰说，打印机雏形在去年11月出产后，经改进在今年5月完工，已可印制喉头（larynx）和软骨（cartilage）等凝胶状细胞组织，就算喉头等有中空部分的组织也打印得出。

科研人员可把这个凝胶状组织用为基础，在培植活体细胞后，测试组织的功能；确定这可替代自然组织的功能，日后才可能移植入人体。

马伟杰说，凝胶状组织除了在形状上应该与人体内的自然组织相似，也必须能替代其功能。

他举例，下来展开的软骨研究，打印出的软骨若要用在膝盖等部位，就须有足够的支撑力度，可承受人体重量，以及人体在行走或跑步时所产生的额外冲击力等。

3D生物打印机利用光交联（photo cross linking）的原理操作，也就是所采用的液体原料在接触到光线时，硬化形成物体。打印机可根据光照出来的原型，打印一模一样的实体组织。

新科研采用的液体原料是受美国食品与药物管理局（Food and Drug Administration，简称FDA）认证的安全材料，这相信对下来展开的动物和临床试验有益，因为使用FDA认证材料意味着其安全性已有一定保证，实验申请有望更快获批。

打印机每分钟可打印的实体厚度为一至五毫米；若要打印整个器官，马伟杰说，这在理论上可行，但人体每一个器官都很复杂，内部细胞组织可能多达10种，就算所有细节都打印得出，仍有待确保其功能可替代真器官，因此可能还需研究二三十年。

若要打印整个器官，这在理论上可行，但人体每一个器官都很复杂，内部细胞组织可能多达10种，就算所有细节都打印得出，仍有待确保其功能可替代真器官，因此可能还需研究二三十年。

——新科研分子工程实验室研究员马伟杰