攻克3D打印器官關鍵難題！美國科學家成功造出血管網絡，未來5年內將在豬身上測試3D打印器官【附3D打印行業市場分析】

（圖片來源：攝圖網）

近日，美國斯坦福大學的Alison Marsden團隊在3D打印人工器官血管網絡方面取得了重大突破。他們開發了一種計算模型，能夠基于人體血管分支的數學規律，快速為任意器官設計血管網絡。研究人員利用這一模型，為一個由腎細胞3D打印而成的1厘米寬環形結構設計了包含25條血管的網絡，整個設計過程僅用了幾分鐘。

在實驗中，團隊使用冷明膠顆粒將血管網絡打印到環形結構中，隨后加熱至37℃使明膠熔化，留下1毫米寬的空心通道，用于模擬血管。研究人員持續向通道中泵入含氧氣和營養物質的液體，以模擬正常血流。一周后，植入血管網絡的環形結構中活細胞數量達到了無血管對照組的400倍。

但目前該技術仍存在局限性。例如，距離血管較遠的細胞會因缺乏營養而死亡，因為目前的技術還無法打印出更細小、分支更多的血管來輸送營養。不過，該團隊正在探索解決這一問題的方法，并計劃在未來5年內在豬身上測試3D打印器官。

科學家成功為人工器官3D打印出血管網絡，不僅為緩解全球器官短缺問題帶來了新希望，也標志著3D打印技術在生物醫學領域的巨大潛力。

3D打印作為一種前沿制造技術，近年來在多個領域取得了極大進展。在工業領域，3D打印能夠快速制造復雜零部件，縮短研發周期，降低生產成本，提升產品個性化和定制化水平。波音公司計劃到2030年，將3D打印零部件占比提升至30%;汽車企業通過3D打印實現“本地化生產”，減少供應鏈風險。醫療領域，3D打印的鈦合金髖關節植入物實現“量體裁衣”，術后并發癥率下降40%。從最初的工業制造到如今的生物醫學應用，3D打印正逐步改變著我們對傳統制造的認知。

我國高度重視3D打印行業，早在2012年，3D打印行業就正式列入了中國的“國家高技術研究發展計劃”。2021年12月，工信部會同國家發改委、教育部、科技部、財政部等部門聯合印發了《“十四五”智能制造發展規劃》，明確將3D打印(增材制造)列為智能制造的重點領域之一。2023年，工信部《“十四五”智能制造發展規劃》再次將3D打印列為“補鏈強鏈”關鍵技術，要求突破多材料復合打印瓶頸。

在3D打印的全球競賽中，中國正從“跟跑”轉向“并跑”。根據工信部的統計數據，2023年中國3D打印產業規模達到400億元，同比增長了25%，遠超全球平均水平。

前瞻產業研究院認為，隨著3D打印產品在已有場景中應用規模進一步擴張，以及新場景、新應用的不斷開拓，預計未來四年中國3D打印產業規模將持續高速增長，但規模增速將有所回落。預計2029年中國3D打印設備的市場規模將超1200億元，2025-2029年復合年均增長率約為19.5%。

北京理工大學機械與車輛學院院長助理、北理工新能源與高性能制造實驗室主任、博士生導師劉長猛表示，3D打印技術不同于傳統打印，它通過三維模型切片后將材料一層一層打印成型，理論上可以實現任何復雜結構的制造，減少設計與制造之間的制約。他強調，3D打印的制造成本較高，但市場規模增長迅速，目前主要應用于航空航天和醫療領域。

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更多本行業研究分析詳見前瞻產業研究院《中國3D打印行業深度調研與投資戰略規劃分析報告》

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