1
00:00:06,742 --> 00:00:12,052
目前有数十万人
在器官移植名单上，

2
00:00:12,052 --> 00:00:16,399
等待重要器官捐赠，
像是肾、心脏和肝，

3
00:00:16,399 --> 00:00:18,449
来拯救他们的生命。

4
00:00:18,449 --> 00:00:19,609
很遗憾，

5
00:00:19,609 --> 00:00:24,619
器官捐赠供不应求。

6
00:00:24,619 --> 00:00:26,583
如果除了等待，

7
00:00:26,583 --> 00:00:31,123
我们还有办法从无到有，
创造出全新的、定制的器官呢？

8
00:00:31,123 --> 00:00:33,783
这就是生物打印的理念。

9
00:00:33,783 --> 00:00:38,063
生物打印是再生医学的分支，
目前处于发展阶段，

10
00:00:38,063 --> 00:00:41,273
我们尚未能打印出复杂的器官，

11
00:00:41,273 --> 00:00:44,740
但例如血管和负责
交换营养和废物的管道

12
00:00:44,740 --> 00:00:47,503
这些较简单的组织

13
00:00:47,503 --> 00:00:49,683
已经在我们掌握之中。

14
00:00:49,683 --> 00:00:53,743
生物打印和 3D 打印原理相似，

15
00:00:53,743 --> 00:00:57,479
将层层的材料堆叠在一起，

16
00:00:57,479 --> 00:01:01,989
一次一层，建构出一个三维物体。

17
00:01:01,991 --> 00:01:05,191
普通的 3D 打印机
使用金属、塑料或陶瓷，

18
00:01:05,191 --> 00:01:09,751
而制作器官和组织的
3D 打印机使用“生物墨水”：

19
00:01:09,751 --> 00:01:13,622
一种含有活细胞的
可打印材料。

20
00:01:13,622 --> 00:01:18,892
许多生物墨水的主体是
一种富含水的分子，称作水凝胶，

21
00:01:18,892 --> 00:01:21,839
水凝胶里混合了上百万个活细胞

22
00:01:21,839 --> 00:01:26,679
和各种用来促进细胞交流
和生长的化学物质。

23
00:01:26,679 --> 00:01:29,846
有些生物墨水只含单一
一种细胞，

24
00:01:29,846 --> 00:01:35,366
有些则结合许多不同种的细胞，
来制造出更复杂的结构。

25
00:01:35,366 --> 00:01:37,740
假设你想要打印一个半月板，

26
00:01:37,740 --> 00:01:39,910
半月板是膝盖里的一块软骨，

27
00:01:39,910 --> 00:01:44,040
用来避免胫骨和股骨互相摩擦。

28
00:01:44,040 --> 00:01:46,820
它由软骨细胞组成，

29
00:01:46,820 --> 00:01:50,520
你需要有健康的软骨组织供应，
来制作你的生物墨水，

30
00:01:50,520 --> 00:01:55,320
这些细胞可能来自捐赠者，他们
的细胞系在实验室里被复制，

31
00:01:55,320 --> 00:01:58,339
这些细胞也可能来自
病患自身的组织，

32
00:01:58,339 --> 00:02:03,489
这种定制的半月板
可以有效避免发生排斥反应。

33
00:02:03,489 --> 00:02:05,416
现在有几种打印技术，

34
00:02:05,416 --> 00:02:09,476
其中最常用的是
挤压式生物打印。

35
00:02:09,476 --> 00:02:13,096
这项技术将生物墨水
载入打印机，

36
00:02:13,096 --> 00:02:17,426
然后将它挤入
打印头上的柱状喷嘴。

37
00:02:17,426 --> 00:02:23,526
墨水会从喷嘴挤出，喷嘴的直径
一般不会超过 400 微米，

38
00:02:23,526 --> 00:02:26,123
可以挤出连续不断的线丝，

39
00:02:26,123 --> 00:02:29,173
厚度和人的指甲差不多。

40
00:02:29,173 --> 00:02:31,360
计算机图像或档案

41
00:02:31,360 --> 00:02:35,092
会引导线丝布局在平面，

42
00:02:35,092 --> 00:02:40,743
或是辅助固定结构的液槽里
直到其稳定。

43
00:02:40,743 --> 00:02:45,133
打印机的速度很快，
一次一线的制造出一个半月板，

44
00:02:45,133 --> 00:02:47,843
只要半小时。

45
00:02:47,843 --> 00:02:51,533
打印完成后，
有些生物墨水会立即变硬；

46
00:02:51,533 --> 00:02:55,723
有些则需要紫外线，
或额外的化学或物理加工

47
00:02:55,723 --> 00:02:57,592
来稳定结构。

48
00:02:57,592 --> 00:02:59,972
如果打印过程顺利的话，

49
00:02:59,972 --> 00:03:01,762
人造组织里的细胞

50
00:03:01,762 --> 00:03:05,502
会开始表现得
和真实组织里的细胞一样：

51
00:03:05,502 --> 00:03:09,702
互相发出信号、
交换养分以及分裂繁殖。

52
00:03:09,702 --> 00:03:13,912
我们已经能够打印出
像半月板这样相对简单的结构，

53
00:03:13,912 --> 00:03:17,561
也已经成功植入过
生物打印的膀胱，

54
00:03:17,561 --> 00:03:23,091
打印出来的组织还成功
促进了老鼠脸部神经再造。

55
00:03:23,091 --> 00:03:26,942
研究人员已经创造出
人造肺组织、皮肤及软骨，

56
00:03:26,942 --> 00:03:33,672
还有微缩版、半功能性的
肾、肝和心脏。

57
00:03:33,672 --> 00:03:37,024
然而，复制主要器官
复杂的生化环境

58
00:03:37,024 --> 00:03:39,954
是一项严峻的挑战。

59
00:03:39,954 --> 00:03:42,984
挤压式生物打印可能会破坏

60
00:03:42,984 --> 00:03:47,754
墨水里很大一部分的细胞，
如果喷头太小

61
00:03:47,754 --> 00:03:50,893
或打印压力太高。

62
00:03:50,893 --> 00:03:52,863
其中一项最艰巨的挑战，

63
00:03:52,863 --> 00:03:58,703
是如何为一个原尺寸的器官里
所有的细胞供给氧气和营养。

64
00:03:58,703 --> 00:04:01,390
这就是为什么到目前为止，
最成功的案例

65
00:04:01,390 --> 00:04:04,420
都是平坦或空心的结构，

66
00:04:04,420 --> 00:04:06,920
这也是为什么
研究人员正积极研发

67
00:04:06,920 --> 00:04:11,320
将血管纳入生物打印中的方法。

68
00:04:11,320 --> 00:04:13,778
生物打印具有极大的潜能，

69
00:04:13,778 --> 00:04:15,104
它可以用来拯救生命，


70
00:04:15,104 --> 00:04:19,208
以及提高我们对器官运作的了解。

71
00:04:19,208 --> 00:04:23,358
这项科技开启了
一系列的可能性，

72
00:04:23,358 --> 00:04:27,258
像是用嵌入式电子产品
打印组织。

73
00:04:27,258 --> 00:04:31,558
在未来，我们是否能够设计出
超越现在人类能力的器官，

74
00:04:31,558 --> 00:04:35,025
或是赋予人们特殊功能，
例如不可燃的皮肤？

75
00:04:35,925 --> 00:04:41,432
打印及更换器官
能延长人类寿命多久？

76
00:04:42,242 --> 00:04:44,754
什么人，什么领域

77
00:04:44,754 --> 00:04:49,054
有权使用这项科技
和其惊人的成果？