非生物3D打印是指利用非生物材料和3D打印技術(shù)來打印非生物假體，非生物材料包括塑料、樹脂、金屬等，主要應用于齒科、骨科、醫(yī)療器械、輔助器械(術(shù)前模擬)、醫(yī)用教學等醫(yī)療領(lǐng)域。
生物3D打印是基于活性生物材料、細胞組織工程、MRI與CT技術(shù)以及3D 重構(gòu)技術(shù)等而進行的活體3D打印，其目標是打印活體器官。
生物3D打印有區(qū)別于傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)，它是基于活性生物材料、細胞組織工程、MRI與CT技術(shù)以及3D重構(gòu)技術(shù)等而進行的活體3D打印，其目標是打印活體器官。我們按照打印的層次，可將生物3D打印分為簡單生命體打印與復雜生命體打印兩類。簡單生命體打印如血管支架、軟骨等;復雜生命體打印如心臟、肝臟、腎臟等臟器的打印。
目前的生物3D打印大多處于實驗室階段，且國內(nèi)外已經(jīng)有了一些研究成果，大多現(xiàn)有成果都是關(guān)于簡單生命體或是細胞組織的打印。2009 年9月，美國Organovo公司與醫(yī)療設(shè)備制造商Invetech完成了合作項目，制造出名為NovoGen MMX 的生物打印機，這是世界上第一臺商用生物3D打印機，用來打印功能血管。Organovo 公司發(fā)明的“NovoGen”生物平臺，該平臺技術(shù)可從人體提取出細胞成分(Human cells)，然后將細胞成分與水凝膠等其他細胞混合物混合，制成生物墨水(Bio-Ink)，之后再由生物3D打印機(Bioprinter)按照模型參數(shù)，將生物墨水部署在特定的空間位臵，形成一個3D 組織(3D Human Tissues)，來幫助細胞沉積與生長，最終形成類似于人體肝臟環(huán)境的肝臟組織。2014 年11 月，Organovo 公司推出了全球第一款商用3D 打印人體肝臟組織exVive3D™，用于毒理學和其他臨床藥物測試。
Organovo重點開發(fā)的產(chǎn)品包括三種類型：
1. 用于體外臨床前測試的標準化3D組織
此種產(chǎn)品主要用于臨床前測試安全性和有效性的評估，輔助或替代傳統(tǒng)2D組織與動物實驗。
2. 高度定制化活性人體組織，用于藥物的篩選與開發(fā)
這類產(chǎn)品包括用生物墨水打印的血管、肝臟組織、皮膚組織、腎組織、肺組織和腫瘤組織，利用3D 打印技術(shù)可實現(xiàn)多細胞排列和微血管結(jié)構(gòu)，形成復雜的多細胞疾病模型，更好地協(xié)助靶向治療心血管、肺部、肝臟、腎臟疾病以及腫瘤，進行藥物篩選與開發(fā)。
3. 用于治療過程的可植入3D 組織
Organovo 的最終目標是利用生物支架與活細胞開發(fā)出可臨床使用的3D人體組織，用于修復受損組織或替換人體器官。
2015 年4 月，Organovo 又在波士頓實驗生物學會上公布了世界上第一個3D打印腎臟組織的數(shù)據(jù)，該組織與exVive3D™肝臟組織一樣，也可用于藥物發(fā)現(xiàn)與測試，幫助成千上萬的腎病患者。
2016年10月，Organovo公司宣布將開發(fā)用于人體移植的3D打印肝臟組織，這讓活體器官組織移植不再停留在傳說和猜測階段。Organovo的活體移植計劃將先針對兩種疾病治療需求：慢加急性肝衰竭(ACLF)與小兒代謝性肝臟疾病。在美國，慢加急性肝衰竭每年影響超過150000人，并導致肝功能的惡化。Organovo的3D生物打印移植肝組織可對ACLF和小兒肝臟代謝肝臟疾病情況提供有效的治療方案。
Organovo生物打印設(shè)備
國內(nèi)方面，2013年，來自杭州電子科技大學等高校的科學家研發(fā)出中國首臺自主知識產(chǎn)權(quán)細胞組織3D打印機，該3D打印機使用生物醫(yī)用高分子材料、無機材料、水凝膠材料以及活細胞，目前已成功打印出較小比例的人類耳朵軟骨組織、肝臟單元等。
2016 年12月，藍光英諾3D生物打印研發(fā)取得重大突破，3D生物打印血管植入恒河猴體內(nèi)實驗取得成功。藍光英諾利用自主研發(fā)3D 生物血管打印機構(gòu)建出具有生物活性的人工血管，并將其置換實驗動物體內(nèi)一段腹主動脈血管，經(jīng)過連續(xù)的監(jiān)測和觀察，3D生物打印的血管與恒河猴自身腹主動脈血管完全融為一體。
今日小結(jié)
今天跟大家分享了生物3D打印龍頭企業(yè)Organovo公司的研發(fā)歷程，其實是給大家介紹了全球生物3D打印產(chǎn)業(yè)的一個小片段。通過今天的介紹，希望大家能理解以下三點：
第一，目前的生物3D打印大多處于研發(fā)階段，間接地在實際治療中發(fā)揮作用，而能夠直接應用于治療的產(chǎn)品并未開發(fā)出來，Organovo基本能夠代表當前生物3D打印水平的發(fā)展現(xiàn)狀;
第二，目前3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域已經(jīng)取得了不少令人可喜的成果，但生物3D打印正處于并可能長期處于發(fā)展的初級階段，產(chǎn)品研發(fā)到面市的過程也十分漫長;
第三，如今，資本市場對于3D打印行業(yè)的認識已經(jīng)日趨理性，我們認為能夠支撐資本市場信心的關(guān)鍵在于，公司是否能夠推出具有突破性的研究成果，讓投資者“看見未來”。
