(A) 3D打印带有电子装置的人造耳；(B) 该人造耳有软骨细胞作为生物部分，硅胶作为结构部分，银纳米颗粒作为电子元件部分，通过3D打印机构建（图片根据参考资料[3]修改）

　　如果说脱细胞化还需借用天然组织和器官当作模板，那么生物3D打印技术则充分发挥了组织工程技术的威力，从零开始，“按照患者需求”，构建个性化的人造组织。其实基于纯材料的3D打印和快速成型技术可以追溯到上个世纪，可根据设计构建各类由高分子聚合物、金属等单纯材料构成的三维结构。近年来，以打印具有生物活性组织和器官为目标的生物打印是组织工程的新兴领域，有望定制化的构建各类组织和器官。组织工程师们已经在体外成功打印了具有不同复杂程度的组织结构，包括含有皮肤和软骨细胞的片层组织；中空的类血管、心阀和气管等组织结构；以及包括肾在内的实体组织结构。

　　3D 打印首先需要对所构建的定制化组织和结构进行成像（如X光-CT和核磁等），以获取组织结构特征，并选择合适的生物材料和细胞。随后就要选用合适的打印方法（如喷墨法、挤出法和激光辅助法）进行打印成型。最后通过体外培养促进打印组织的成熟，进行下游的多方面应用。作为生物打印领域的领头羊，要数位于美国圣地亚哥的 Organovo 公司。该公司以含有几百个细胞的微组织作为生物墨水，通过特殊的 3D 打印机完成了血管、片层肝脏等特殊组织结构的构建，在体外培养过程中通过微组织之间的融合作用形成致密的组织。目前3D器官打印仅初步重建了相应器官的宏观结构、细胞分布和基本功能，离完整重现其生理结构和功能还有很远的距离。

　　3D 生物打印的最新趋势是将生物和电子设备集成打印，形成半生物半机械的“杂合体”，如同电影中的钢铁侠一般重现人类组织器官功能。其中一个有趣的例子，就是普林斯顿大学的生物医学工程师们打印出的载有电子装置的人造耳。和传统组织工程方法不同，此人造耳由生物、结构和电子三部分成分同时打印而成。其中生物部分由软骨细胞构成，结构部分由硅胶构成，而电子器件部分由银纳米颗粒打印而成，最终经过多组分打印形成多功能的“半机械”人造耳。随后，通过体外10周的培养使软骨组织成熟，并通过其中的电子装置来实现声波的感知。我们可以大胆的预测，未来这种半机械组织或者器官，有望实现对人体各类天然组织的辅助支持、替代甚至是超越——钢铁侠的“特异功能”要变为现实也不是没有可能。

　　让猪儿们为人类捐助器官

　　通过基因编辑等前沿技术构建人源化动物，让动物为人类捐助器官（图片来源：参考文献[5]）

　　器官脱细胞化技术的一大优势，是可以去掉潜在引起免疫排斥的异体/异种细胞，只保留天然器官骨架。但是，在重新种植自体细胞时过程中，要还原器官中真实的多种细胞类型的组成和排布还是有相当的难度。那么，人类有没有可能实现异种器官移植——直接使用动物的器官作为人类器官的替代呢？

　　其实，早在1984年，人类就曾经大胆的尝试过给一个人类婴儿移植狒狒的心脏，然而由于免疫排斥，在移植后20天之内婴儿就死亡了。

　　由于和人在基因序列、器官的大小等生物学特点方面的相似性，猪是异种器官移植的最佳选择对象。从上世纪90年代开始，人们就开始尝试利用转基因猪作为人类的器官工厂，但让猪儿们为人类捐助器官还是面临着种属差异造成的免疫排斥和猪体内病毒的感染问题。为解决病毒感染的问题，2015年哈佛大学的 George Church 团队利用最先进的 CRISPR/Cas9 基因编辑技术，将猪胚胎细胞中的62个病毒基因失活，减少猪内源逆转录病毒，从而大大降低了感染人类的可能性。他们尝试同时敲除猪体内产生免疫排斥的20多个相关基因，同时编辑如此大量的基因还真是一项史无前例的创举。

　　此外，比转基因动物更大胆和有争议的想法，是让人的器官直接长在猪儿们的身上， 这种人源化的“嵌合体动物”已经开始从神话中逐步走进了现实，听起来有点“半人半猪”的味道吧？ 美国加州大学戴维斯分校的 Pablo Ross 教授，直播，正在尝试让猪身上长出来源自特定患者的胰脏。研究者首先对猪胚胎通过基因编辑敲除胰脏等器官发育所需的基因，j2直播，造成胰脏发育缺陷。随后将特定患者皮肤细胞来源的诱导多能干细胞（iPSCs）注入上述经过基因编辑的猪胚胎，形成带有患者来源干细胞的嵌合胚胎，并将这些嵌合胚胎植入母猪子宫中发育成小猪。由于 iPSCs 可以发育成几乎所有人类器官，研究者希望这样的胚胎可以最终发育为带有特定病人胰脏的猪。当然，要想把如此大胆的想法变为现实，还面临很多技术、伦理和监管上的问题和争议。而且，人类的干细胞也没那么容易就乖乖地在猪身上只分化和发育为人类想要的胰腺细胞，万一哪天猪儿们真的变成科幻片《猩球崛起》中会说人话、如人类般聪明的猩猩一样，很难想象这个世界将会变成怎样一番光景？到时候你的脑洞可还承受得了吗？无论如何，上述基因编辑和干细胞等研究领域里技术上的突破，为人类带来了新的挑战和机遇——扩展和融合不同生物间的边界，或许未来动物才是我们人类的救星。