助攻科研

生物3D打印技术提供了一种可精准控制的制备技术，无论是对于生物材料、干细胞、肿瘤还是发育生物学领域的研究都非常有意义：

生物材料：生物材料的制备上，10微米到几百微米级别的材料结构对其生物及物理特性有着巨大影响，但传统的分子链合成和修饰，或宏观层次的盐析法、发泡法和静电纺丝等技术，都不能在这个尺度对材料的制备实现精准设计控制，但生物3D打印却提供了可能。

干细胞领域：传统的干细胞培养技术以平面培养为主，不能正确反应干细胞在体内真实三维环境下的状态。而干细胞立体培养条件下会发生基因表达及其它细胞表型的变化，生物 3D打印技术可以为培养的干细胞提供可精准控制的三维结构，并模拟干细胞的外部微环境，为干细胞的研究提供了更多手段。

肿瘤学领域：传统体外研究中肿瘤细胞培养一般采用平面培养、微囊培养。而三维培养环境对于肿瘤细胞的影响也很大，比如肿瘤的迁徙、血管化和侵袭转移等。传统研究技术没有办法进行可控结构的制造，3D生物打印技术提供了一种新的研究工具。

助力临床

辅助诊断和手术模型：

在骨科、心内科等复杂手术之前，生物3D打印技术可以制造高仿真的、反应真实病理情况的模型，这对于病情的诊断、复杂手术方案的设计以及手术的练习都有很重要的意义。

打印个性化医疗器械：

使用不可降解的非植入产品，例如打印尼龙的替代石膏的产品，可以极大提高患者治疗期间的舒适感，加快疾病的恢复；

非降解生物相容性的可植入产品，例如用PEEK材料打印颅骨补片，可契合病人缺损部位的结构从而帮助复杂缺损部位的修复，还可附加其它机械力学特性；

可降解的植入物，该类产品大多都在临床研究中，目前离临床较近的产品是骨科无机材料植入物，它在宏观上结构可契合患者缺损部位，又可以在微观上设计很多孔洞，方便血管的生成，降解了以后又诱导自身的骨生成；

组织细胞替代物，利用自身细胞或者干细胞来打印皮肤和软骨等简单组织进行生物修复，甚至肝脏等复杂脏器，用于临床治疗。这是最具有前景的研究领域，但这个目标的实现可能需要几个阶段。

药物开发

药物的筛选需要模型，传统筛选模型分为两大类：一种是高通量模型，基于体外的单个酶的活性检测，但高通量模型筛选是脱离体内真实环境的;另一种是动物模型，虽然是体内筛选，但人和动物有种属差异的，疗效和毒性都并不完全等同于人体。

如果用人体细胞打印出的器官模型来筛选药物，那么相对于高通量模型，该模型对于生物整体的模拟更为准确，同时相对于动物模型，该模型和人之间没有种属差异，有望提高药物筛选的精准度。另外3D打印技术还可应用于药物控释，通过打印特殊材料、特殊结构、构建特殊拓扑结构等方法控制药物体内释放的位置、释放的动力学曲线等，药物处于更好的释放条件。