台湾每年器官捐赠者仅约两百人，仍有超过八千人在等候适合自己的器官出现，供需严重失衡。 有了 3D 打印，内脏、皮肤都可以一键搞定，想换哪里就印哪里吗？
只要七小时，医生就可以“打印”出肾脏。不用洗肾、不必排队等捐赠，器官移植就靠 3D 打印，一键搞定？
2011 年，美国威克林大学（Wake Forest）再生医学研究中心主任阿塔拉（Anthony Atala）一场 TED 演讲，开启 3D 打印的新想像。
聚光灯下的阿塔拉，从助理手中接过刚完成 3D 打印的“肾脏”，获得观众如雷掌声。
肾脏，是 57 岁的阿塔拉一直放不下的坚持。
90 年代，还在哈佛医学院念书的阿塔拉就相信，人工器官可以解决器官移植供不应求的问题。
但直到今天，美国仍有超过 12 万人在等待器官捐赠。其中八成，等的都是肾脏，一等至少是四年半。
为了减少器官捐赠的供需落差，阿塔拉相信，未来 3D 生物打印产业会像电脑业一样成熟分工。
从处理细胞、制作架构、组织，都有专门企业负责。医生只要把电脑断层结果、组织样本寄过去，一周后就会收到印好的器官，随时可以帮病患移植。
阿塔拉的梦想还没完全实现，但已可以看见雏形。阿塔拉的 3D 打印技术，制造出的耳朵、皮肤、骨头、肌肉，已成功移植到动物身上。
内脏随你印 得先过三关
肾脏依旧是阿塔拉未能实现的梦想。3D 打印机喷头来回堆叠七个小时后，他在演讲中呈现的，仍只是看似健康，却没有血肉的粉红色肾脏“架构”。
阿塔拉坦言，3D 打印器官移植，手术本身不难，“唯一要克服的技术障碍，就是确保人工组织正常运作。”
3D 打印器官要正常运作，得先通过三大考验。
首先，要利用患者的细胞做成“生物墨水”，填入打印机喷头。肝脏、肾脏等特定细胞，数量够不够、品质好不好、能不能撑过喷射堆叠过程的摧残，这是第一关。
同时，打印机还得用“水凝胶”（hydrogel）等材质，做出器官的支架，让细胞附着在周围生长。支架能不能顺利“消失”，把空间让给细胞生长，也是一大关卡。
最后，即便外观栩栩如生、材质不会对人体造成负担，内脏构造复杂精细，一旦血管和功能无法正常运作，还是难起作用。
而没有血管，就没有养分。今年，哈佛大学教授路易斯（Jennifer Lewis）终于用多重喷头突破盲点，成功印出含有血管的活体组织。
但这只是第一步。
“人类体内有数百种不同的细胞，很多都无法在商用或临床领域找到来源，得靠干细胞生物学或干细胞银行才能突破，”路易斯对《金融时报》说。
英国曼彻斯特大学材料系教授德比（Brian Derby）认为，完整器官移植困难重重，法规限制也是一大挑战，但器官修补已经开始绽放商机。
“就像心脏病发后，会留下许多需要修补的疤痕组织，”德比说。
躺在手术台上的女孩，今年 22 岁。一种罕见疾病，让她的头盖骨异常增生，从正常的 1.5 公分暴增到 5 公分。厚重的头骨让她头痛欲裂，视力严重衰退，随时面对死亡威胁。
历经长达 23 小时的手术，重新换上头盖骨的她，终于恢复视力，也重获新生。救命恩人不只是荷兰医生佛维（Bon Verweij）的巧手，还有一台 3D 打印机。
客制化器官 身体复元得更好
有了 3D 打印，医生不必再用骨水泥等材质，手工打造适合病人的头盖骨。一台打印机就可以客制化，做出专属病人尺寸的头盖骨。
佛维手握著这片 3D 打印的半圆形塑胶头盖骨说，“不仅美观，病人的大脑复原状况也比较理想。” 近年来，3D 打印已经从大人的玩具，悄悄变身为手术室里的医疗器材。
美国透明市调公司（Transparency Market Research）研究估计，3D 打印的医疗应用市场，2012 年规模只有 3.5 亿美元，但 2019 年上看 9.7 亿美元，成长将近三倍。
3D 打印速度快，成本较低。3D 打印器官移植，病患不用担心手术后免疫系统排斥反应，也可以缩短等待时间。
过去，器官移植总是漫长的等待。医生向外部厂商订做新器官后，不只价格昂贵，还得等上两、三个月。成品常是固定尺寸，医生也要先裁切，才能进行移植。
“现在只要电脑断层扫描扫过病人身体，就可以用 3D 打印制造，精准复制适合的尺寸，”英国软件公司 Within Technologies 事业企划专员福克斯对《金融时报》说。
从头盖骨、下颚，到颈椎人工骨等，都可以交给客制化打印生产。钛金属、陶瓷、医疗级塑料，在 3D 打印机的喷射堆叠下，一个月内即可交货。
对医生而言，3D 打印也成了手术前的模拟训练素材。
日本医材公司 Fasotec 预计推出的“生物质地湿模型”（Biotexture Wet Model），看准的就是医师手术前的训练需求。
凝胶状的合成树脂，搭配 3D 打印出人体器官的形状和触感，让医师实际模拟手术刀移动时的感受。 东京慈惠大学教授森川利昭坦言，现行的训练方式过于简化，没有精准反映人体细节。
“怎么把这项优秀的技术转化应用在生物学，是很紧急又重要的课题，”森川对《法新社》说。
迷你器官 掀起跨国商战
3D 打印机堆出了显微镜下的立体世界。“迷你器官”打中了企业研发、药物与临床测试的需求，也点燃了生物打印的跨国商战。
两年前，美国第一家上市的 3D 生物打印公司“器官创新”（Organovo）宣布，打印出来的肝脏组织可以存活五天。
这个 4 毫米宽、0.5 毫米高的“迷你”活体肝脏组织，照样能把荷尔蒙、营养、药物成分靠着血液运送全身，功能不输正常肝脏。
去年，器官创新以这款活体肝脏组织，改良后作为推出的第一款产品。一组 24 份，只要 30 分钟就能打印完成，每组定价 2 千美元（约 6 万台币）起跳。
3D 打印的肝脏组织，对药物反应和一般肝脏无异，吸引药厂默克合作进行研究。但肝脏只是第一步，器官创新还要推出一系列内脏组织，瞄准各大实验室的药物测试需求。
除了肝脏之外，皮肤也成了全球商战的焦点之一。
五月，全球最大美妆集团巴黎莱雅宣布与器官创新携手合作，要用 3D 打印的皮肤组织进行测试。 几天后，全球最大家用品制造商宝碱（P&G）也宣布和新加坡政府合作，用补助竞赛广征 3D 生物打印的应用想像。
在人工皮肤的战局里，加拿大 3D 打印公司 MaRS Innovation 也看准测试商机，要专攻大面积烧烫伤用药疗效。
“对临床前试验来说，生物打印的发展非常活跃。假设你有 20 种药，有了这个新的试验方法，在动物试验前就可以删到剩 5 种药，”技术与创业发展经理谢芬妮对《金融时报》说。
被誉为“生物打印之父”的美国教授波兰德（Thomas Boland）估计，全球至少有 80 个研究团队，正绞尽脑汁地要印出具有部分功能的迷你皮肤、血管、肝脏、肺脏和心脏。
波兰德与波斯沃兹共同创办的 TeVido BioDevices，专攻 3D 打印乳头组织，要帮乳癌术后的妇女重建乳房，今年初在群众募资平台上，成功募到超过 3 万美元。
3D 打印克隆人体器官的路仍漫长，但百花齐放的迷你器官打印术，不仅是企业测试产品的新工具，也开启了人类健康长寿的不同想像。
小辞典：迷你器官
虽然打印完整器官仍有难度，但许多研究团队正在研发具有正常器官功能的细胞打印。只要具备功能，就可以用来做药物测试，未来具有取代动物测试的潜在商机，许多企业也开始布局、扩大投资。
（本文由 天下杂志 授权转载）
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