斯图加特大学新成立的研究团队正致力于开发在人体内部直接3D打印活体组织的技术。这项由应用光学研究所Andrea Toulouse博士主导的项目，近日获得卡尔蔡司基金会通过CZS Nexus计划提供的180万欧元资助。该资金将支持Toulouse博士组建专注于微光学与光纤3D打印技术的青年研究团队。

命名为"3D内窥微制造"的研究小组于2025年10月1日正式启动，汇聚了两位工程学博士研究员与一位生物技术学博士研究员，组建起连接光学技术与生命科学的跨学科团队。这项研究标志着光学工程与再生医学的融合迈出关键一步，该领域有望重塑外科医生与临床医师进行组织修复的方式。若研发成功，该技术将消除侵入性植入手术的必要，实现人体内部的原位再生。

"领导独立青年研究团队让我能兼顾责任与自由地推进内窥镜3D打印技术，"Toulouse博士表示。

微型化3D打印技术进军人体

当前3D打印技术虽已能通过光基工艺制造软骨、肌肉或肺组织等活体材料，但这些方法依赖大型实验室设备，意味着打印组织必须事后植入体内。3DEndoFab团队旨在开发足够微型的工具，实现直接在需要组织的体内位置进行打印。

团队核心挑战在于微型化——他们计划设计能通过光纤操作的光基3D打印系统，并使用生物相容性材料替代微加工中常用的不可降解光刻胶。关键目标之一是制造尺寸近似盐粒的微型光学元件，使其能置于光纤末端精确控光，以微米级精度构建复杂类组织结构。

除组织工程外，研究人员希望该方法能为生物学研究提供新工具，例如观察细胞在精细结构表面的生长自组织过程。该项目基于EndoPrint3D计划的早期成果，Toulouse博士曾与Alois Herkommer、Michael Heymann及Harald Giessen教授合作，证实使用超短飞秒激光脉冲通过光纤进行3D打印的可行性。

在此基础之上，3DEndoFab将探索最适合生物医学应用的光学打印方法，以及如何使此类系统兼具微创性与可靠性。Toulouse团队将与生物材料与生物分子系统研究所Michael Heymann教授紧密合作，同时参与图宾根-斯图加特仿生智能网络，并为斯图加特大学生物医学系统与健康机器人计划贡献力量。通过融合光学、工程学与生物学，3DEndoFab旨在开启直接体内修复受损组织的新纪元。

3D打印技术迈向生命系统

随着研究人员在细胞与器官内部实现结构打印，这项始于体外组织构建的技术正深入生命系统领域。约瑟夫·斯蒂芬研究所与卢布尔雅那大学研究团队取得科学突破，首次使用双光子聚合技术直接在活细胞内3D打印功能微结构。实验中将光刻胶微滴注入HeLa细胞，通过780纳米飞秒激光以亚微米精度固化材料，成功制造微激光器、光学条形码乃至10微米大象模型。

发表于arXiv的论文证实该过程能保持细胞完整性，超半数细胞保持活性且部分正常分裂。这种方法表明可在不影响细胞自然功能的前提下于活细胞内制造微型器件，为从内部研究及改造生物系统开辟新途径。

在加州理工学院，研究人员开发出深组织体内声波打印技术，通过聚焦超声波在活体组织内部实现聚合物3D打印。该方法利用温度敏感性脂质体在超声波加热时释放交联剂，使聚合物在靶点精确固化。团队使用细菌气囊作为超声对比剂实时监测打印过程，通过在小鼠膀胱肿瘤附近打印载有多柔比星的水凝胶，实现了比标准药物注射更高的肿瘤细胞死亡率，展现出无创靶向体内制造的潜力。