感覺腦子不夠用了？不怕，來給你一個3D打印腦子

近日，廣州舉行的首批科技項目評審會，為備受矚目的季華實驗室揭開了神秘面紗。這座志在打造國家實驗室的戰(zhàn)略科技創(chuàng)新平臺，如何同時瞄準國家重大專項與佛山產業(yè)共性關鍵技術需求，又如何同時服務國家重大戰(zhàn)略需求和服務地方經濟發(fā)展，引起了廣泛關注。

未來3D打印可造腦組織
憑借3D打印技術，可以造出活性的人體組織？在不遠的將來，這將不再只停留在科學幻想的層面?！拔磥?，人們對生命質量的追求會越來越高。作為國際制造技術前沿，3D打印活體生命組織將是未來國家民生戰(zhàn)略和新興產業(yè)的方向。”在項目評審會上，西安交通大學長江特聘教授李滌塵介紹說，該項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、腦與神經組織等4個課題。該項目由前沿應用和基礎研究來支撐。李滌塵希望，能夠形成對實驗室支撐的平臺，來孵化創(chuàng)新的成果。

在軟骨與骨關節(jié)組織制造的研究中，李滌塵團隊的目標是制造出軟骨與骨組織共同構建的一種支架，讓軟骨和骨結合在一起，來修復大段的軟骨組織缺損。在乳房組織制造研究中，目標是制造出可降解的活性乳腺支架，目前已有臨床應用?！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。”李滌塵接著介紹，多層皮膚組織的制造，屬于細胞3D打印技術，現(xiàn)在正在做小鼠實驗。而對腦組織制造來說，該課題不只是為修復大腦提供方案，更重要的是為腦科學研究提供模型，實現(xiàn)腦組織多層3D打印結構在培養(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)。我們希望從設計、制造到形成功能，來發(fā)展這方面的研究，包括了設計、材料、工藝、裝備和功能體系等各個方面?！崩顪靿m稱，未來的前沿方向是向著3D打印腦組織、神經組織發(fā)展。而他的團隊現(xiàn)在要著力解決的科學問題包括，人體組織在宏、微觀層面應該如何設計；如何實現(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”？沖擊國際領先水平
從20世紀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，細胞3D打印的研究也開始出現(xiàn)。

2001年，李滌塵團隊就利用3D打印技術制造出下頜骨。他的這一成果比國外的臨床應用，早了十年。2016年，該團隊又做出了氣管和乳房的組織工程支架。“這兩項研究在國際上都是最早的。而在細胞3D打印（即多層皮膚組織制造、腦組織與神經制造的技術）的研究上，國內外都沒進入臨床應用。”李滌塵表示，希望能夠推動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。

預計多長時間實現(xiàn)產業(yè)化？
從國外來看，美國哈佛大學、麻省理工學院、維克森林大學、密西根大學和澳大利亞昆士蘭科技大學都在從事此類研究。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，李滌塵團隊能夠和美國哈佛大學、密西根大學的團隊“并跑”?！拔覀冏汾s國際先進水平，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)療應用上，第四軍醫(yī)大學和上海交通大學第九人民醫(yī)院都開始了臨床實驗的研究。

對該項目，有評審專家提出，產業(yè)化的時間要多少年？“我們希望到廣東（佛山），快速地實現(xiàn)成果的產業(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，經歷了14年。而今年，國家開始出臺相關的指導文件，這和科學研究的推動密不可分。他進一步表示，產業(yè)化的過程不只是解決技術的問題，希望通過技術引領能從技術、管理和政策層面產生推動。

如何突破科學問題？
除了國家重大戰(zhàn)略需求的“頂天”項目入圍，在首批項目評審會上，一批關系產業(yè)轉型升級和地方經濟發(fā)展的項目入圍。這包括改變國內數(shù)百億汽車線束產業(yè)人工生產現(xiàn)狀的汽車線束智能柔性自動化生產線，也包括瞄準萬億制衣市場的智能柔性制衣技術和裝備?！斑@些‘立地’的項目首先要解決佛山乃至廣東、全國的制造業(yè)所亟待解決的關鍵技術。”季華實驗室理事長、主任曹健林進一步表示，期望這批項目能夠促使我國制造業(yè)有長足發(fā)展。

以或將改變醬油釀造產業(yè)格局的人工光照系統(tǒng)研制項目為例，該項目所要突破的是，填補世界上光照醬油曬制技術及設備的研究空白，甚至以此為切入點實現(xiàn)醬油的智能制造。作為項目負責人，復旦大學工程與應用技術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，來實現(xiàn)醬油釀造中光的完全控制，并進一步通過控制光照來提升醬油的風味和品質。

這樣一個富有想象力的應用基礎研究項目，有沒有可能在解決科學問題上有突破呢？項目評審會上，有評審專家具體指出，光照和醬油風味之間的關系與科學問題關聯(lián)，是創(chuàng)新和難點所在。這一觀點引起了其他評審專家的關注。有專家建議，可以從小量生產開始，進一步設法把醬油風味做出國家標準。此外，風味如何影響了人體健康，也需要展開基礎研究。

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

來源：廣州日報