使用小白鼠—在癌症研究中常見的工具—也有嚴重的缺點。缺點之一是時間太長。西爾斯說:“往往需要6個月的時間來在小鼠體內種植腫瘤並使其生長。對於某些快速惡化的癌症,如胰腺癌,患者不能夠等待那麼久。而現在,運用3D打印技術,或者更準確地說是3D生物打印技術,因為這涉及人類細胞。在兩個星期內,我們就可以知道這些被打印出來的腫瘤是否響應某個設定的治療方法。”運用3D打印技術的另一個優勢是:西爾斯可以同時打印多個相同的腫瘤,讓她同時測試多個藥物的效果。
她說:“這是非常令人興奮的,無論是在有可能很快獲知何種藥物對患者有效,還是在了解癌症細胞與其他細胞的溝通方法方麵。對我來說,現在充滿了前所未有的希望。”
但西爾斯說,未來仍需要做很多研究。最大的問題在於,患者的腫瘤會以與3D打印出來的模型同樣的方式對藥物作出反應嗎?
3D打印技術發展的新目標
利普森博士認為,西爾斯的研究隻是3D打印技術朝著最令人興奮的方向邁出的第一步。他說:“終極目標是生物打印,或可稱為利用活細胞進行打印。”他預測,我們將在未來幾年內開始超越模型製作階段。下一個目標是可植入的3D打印的人體組織。
他說:“我認為,將來我們將一步一步向上攀登。從打印簡單的組織,如軟骨和骨骼,到打印各種各樣複雜的能發揮功能的組織器官,這是真正的巔峰。”
他提醒說,雖然實驗室和動物試驗正在進行中,但美國食品藥品監督管理局批準其使用大概至少還需要5年的時間。
他說:“先進技術的發展也會產生有趣的倫理問題。例如,如果科學家能運用3D生物打印技術製造一個新膝蓋來替換你飽受關節炎困擾的膝蓋,那麼你是要複製你的舊膝蓋,還是允許計算機設計出一個更好的新膝蓋?進而發生的問題是,我們可以重建或改善我們的身體嗎?”
利普森說,在短期內,我們將看到越來越多的3D打印出來的合成移植物,如髖關節和其他可置換的關節,並且可以根據要求設計其形狀來提高它們的工作效果。當然與傳統的假體不同,植入物可能很昂貴。所以他認為3D生物打印技術的新發展,將取決於經濟,“資金和市場將被優先考慮,而不是純粹的技術問題。但我們應該期待大的發展,因為將來有無限的可能性在等待著我們去開發。”
仿生人與仿生器官的發展
1.世界上第一位“仿生人”
雷克斯,這是圖中間的這個機器人的名字,它是展示當今最先進的假肢和生物力學技術的一個具備功能的電子人體。它依靠視網膜植入物來看事物,用機器手來抓東西,並依賴被傳感器驅動的腿走路。它也有腎、脾、肺、胰腺,以及一個由電池供電、用塑料製成的心髒泵血。簡而言之,它幾乎是活生生的證明:如果我們的部分器官失效了,我們還可以得到新的人工器官。
2.機器人骨架
它叫Ekso,是加利福尼亞大學伯克利分校製造出來的仿生人體骨骼。它已經在世界各地的康複中心幫助那些因為腦卒中、受傷或腦麻痹之類疾病而失去了走路能力的人們。電池驅動的馬達驅使腿邁動,以彌補失去的大腦驅動肌肉的功能。這一設備的製造商正在與美國加利福尼亞州奧克蘭兒童醫院和研究中心合作,為孩子們再製造一個適合的骨骼。
3.人造心髒
醫生已經將叫做“SynCardia”的人工心髒用於那些等待移植心髒的人們身上,據稱美國有1250名這樣的病人。病人將攜帶一個背包大小的驅動器,這個驅動器保持心髒的各種功能,並且將變得功能更強。這樣人們可以隨處走動,離開醫院,也可以回家。美國食品藥品監督管理局已經允許它的製造者使用它,看看這一設備是否能持久適用於病人。對於這樣的病人而言,心髒移植已不再是唯一的選項了。