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中国“三巨头”齐聚世界3D打印大会

  干细胞的三维组装用处很大,我们用不同地方的干细胞都做过实验,这是第二代细胞受控组装机。这是多喷头,两个喷头里面放了两种细胞,在混合器里面混合喷射出来。这个是单种材料的很复杂的三维结构,这个是模拟细胞的梯度结构,怎么让它按照我们要求的梯度去成形。

  最后,我再谈谈一点感想。生物制造从生物质制造发展到仿生制造到生命体的制造,包括组织器官这种广义的生物制造,是学科交叉、融合和发展,以及健康产业在国民经济中比重增加的直接结果。上世纪80年代出现的组织工程由于和3D打印的结合,拓宽延伸到不同的领域里去,它是细胞生物学、材料科学和制造科学的最新交叉融合。基于3D打印技术的细胞三维受控组装工艺,是生物制造中最为核心的技术,其目标为具有新陈代谢特征的生命体的成形和制造。细胞直接三维受控组装,是其中最新的发展,使人类可以按照器官解剖学的数字模型,通过控制单个细胞和细胞团簇的3D组装,最终实现可整合于人体新陈代谢系统,用于修复和替代病损组织和器官的人造器官。生物制造的出现克服了传统组织工程的许多技术困难,使得人体组织和器官的再生手段大大丰富和加强。美国这个获得诺贝尔奖的Gilbert预言,用不了50年,人类将能培育人体的所有器官。这个产业现在在美国已经兴起,我这个PPT是三年以前的,它已经达到了40亿美元的规模,很快超过了现在RP的规模。

  科学院组织我们预测一下,写一写20年以后在生物制造上面会是什么样的状态。我是生物制造的负责人,我就写了20年的远景。第一,就是人工制造人体全功能内脏器官机理的阐明,就是具有人体内脏的器官,为什么我们人工能够把它做出来,它的机理。现在应该说是从制造科学的这个角度、仿真学的角度等等,我认为还是没有真正搞清楚,很多问题没有搞清楚,全功能的内脏器官完全整合入人体相应的系统里面和结构、功能、寿命,与人体器官无异的复杂内脏器官,像心、肝、肾、肺。我们相信在未来20年内,我们应该很清楚的阐明它的机理,更深层次的生命科学与制造科学问题,分子与细胞层次的操控和组装,不同细胞的精确三维排布希望得到更好的阐明。

  第二是生物模拟系统,建立能模拟特定胜利系统机能的介于干细胞和人体之间的微笑生理系统单元。我们不是单个细胞,也不是人体,我们是把细胞组成一个小单元,有一定的功能模拟。比如是糖尿病,比如说某种癌症,我们拿一定的细胞装成这么一个结构,这个结构就是药物的筛选和疾病机理研究提供了基础。体外进行心、肾、肝、神经系统的研究,对具有复杂药理活性的中国传统中药研究具有重大的应用价值和意义。配合基因芯片等生物信息分析技术,可以研究药物对复杂疾病的药理作用,并进行高效的药物筛选。

  组织工程体外的培养模型和制造的数据库。因为我们有数字人体的模型,我们应该还有很多更进一步的模型。

  还有人体结构性的组织,比如皮肤、骨头、软骨,都是结构性的组织,这些应该广泛的开发和应用,实用得到20年以后。谢谢大家!
 

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