卢秉恒：最快5年后中国即可3D打印人体器官

   2015南京金洽会“互联网+3D打印”新兴产业发展高峰论坛暨紫金(江宁)创新类项目签约活动昨天举行，中国工程院院士、被誉为中国3D打印之父的卢秉恒在活动上透露，预计5—10年内，我国即可使用3D技术打印包括脏器在内的人体活体器官。

  随着3D打印技术逐渐成熟，其已广泛应用于工业制造、医疗定制等领域。卢秉恒介绍，在医疗领域，3D打印目前已能够定制骨骼，方便医生在手术前反复练手。此外，还有医生将3D打印应用于癌症的靶向治疗，打印癌症病变部位后反复模拟，最终使用穿刺技术将药物精准送达病灶。

  而打印人体活体器官，技术要求更高、更复杂，但这并不是天方夜谭。记者获悉，3D打印机的原理和喷墨打印机类似，材料从喷嘴喷出，层层叠覆，最终形成一个三维物体。3D打印无需用纸，而其“颜料”则是ABS(一种树脂)、PLA(一种生物材料)或聚碳酸酯、金属粉、黏土，甚至活细胞等这样的热塑性原料。

  2013年，美国专家就尝试使用3D打印技术打印人耳。英国赫瑞瓦特大学也和一家干细胞技术公司合作，首次将3D打印拓展到人类胚胎干细胞范围。

  在我国，卢秉恒团队此前已成功利用羊、兔等动物试验，打印“活体骨头”——使用可降解材料做支架，附着干细胞生长因子。当这种“活体骨头”植入动物体内后，可降解材料逐渐降解，然后长出骨细胞，成为真正的活体器官。

  “和骨头相比，肝脏等活体脏器更难打印，因为脏器拥有多种不同组织且结构更加复杂，需要医学、工程技术人员继续攻关。”卢秉恒说，目前，自己的技术团队正和北京一家知名医院合作，研究攻关脏器3D打印技术难题。预计5—10年内即可实现3D打印人体活体脏器，这种脏器和人体真实脏器并不一样，但拥有相同的功能。

  卢秉恒还介绍，随着打印技术、材料研发等逐渐成熟，3D打印技术已在工业制造、医学等领域实现广泛应用，相关产业的产值正以每年30%—40%的速度高速增长。面对全新的机遇，江宁区从2013年起开始布局重点发展3D打印。自南京增材制造(3D打印)研究院落户紫金(江宁)科创特别社区以来，园区目前在孵企业超过30家，覆盖包括软件开发、设备开发销售、材料研发、工艺研发在内的整个3D打印产业链。预计到明年，该特区3D打印产值将超1亿元，接近国内市场10%份额，初步形成3D打印产业集聚效应。

  签约活动中，电力载波通信研发中心、中软国际南京研发中心等一批创新项目，以及国家千人计划专家陈大勇、复旦大学化学系教授杨芃原等专家人才同时签约落户紫金(江宁)科创特区。

  5.全方位探讨当下的“3D打印”产业！

  OFweek3D打印网

  3D打印现在是一个红得发紫的词，网络、报纸、杂志铺天盖地的报道把3D打印带入大众的视野。曾有论调称3D打印将会引导第四次工业革命，给世界带来翻天覆地的变化。但实际上，国内的3D打印市场并不成熟，甚至大多停留在概念阶段。分应用层面来讲，低端运用已经趋于饱和，但工业级应用寥寥无几，只有少数几家公司迈出了探索的脚步。但有一点可以确定，3D打印的巨大发展潜力值得期待。

  大众对3D打印存在误解

  “实际上人们对3D打印的理解存在一些误区。很多人觉得只要有一台3D打印机，就什么都能打印出来。”薛慧强说，“因此很多大学、科研机构买了好多3D打印机，结果到最后都闲置在那，就是因为大家觉得3D打印机什么都能打印出来，但买回来发现并不是这样。”

  在成为黑船科技的联合创始人之前，薛慧强曾担任日本富士技术研究所中国区负责人，并拥有3D打印和快速铸造等方面多年技术及管理经验。他和团队致力于用3D打印技术去解决更多实际的问题。“我们做的不是3D打印机，而是去探索我们能用3D打印技术做什么。”

  “一两年前业内讨论的还是3D打印机的精度、性能，但现在人们更关心3D打印在各个行业中的具体应用，它可以被用来做哪些事情。”薛慧强说，“民用的3D打印机已经很普遍了，京东、天猫上几千块钱的有很多，但对于工业成产来说，这些都是玩具。”

  单从价格来说，工业级的3D打印机与薛慧强口中的“玩具”们就不再一个量级上。工业级3D打印机分FDM、SLA、SLS、LOM等不同型号，依据原材料和尺寸价格不等，在十几万到上百万元之间，价格不菲。另外，工业级打印机的价格除了来源于机器本身的一些配件，还有原材料、售后保修、研发的费用、关税、培训费用等，高昂的成本注定了绝大部分购买客户为国企、央企等大型企业，中小型企业购买者寥寥。

  另一方面，虽然技术的革新十分迅速，但在实际应用上的发展速度还远远比不上打印机本身。薛慧强和他的黑船也是探索者之一，他们目前的主要业务集中在汽车工业与医疗两个领域——这也是许多欧美国家的先行者们走过的路。

  医疗：大幅度降低手术风险

  近年来，随着技术的发展，3D打印已率先在医疗领域获得应用上的突破。这主要因为医疗行业个性定制化需求显著，鲜有标准的量化生产，而个性化、小批量和高精度恰是3D打印技术的优势所在。

  黑船为医疗行业提供的解决方案旨在有效地降低手术风险——“以往医生们做手术，或是研究治疗方案，参考的都是患者的CT片。”薛慧强说吗，“黑船的技术就是将这些CT片变成可以拿在手里的模型，病人的病灶区域很直观地展现在医生面前。”

  也就是说，通过这种技术可以打印出一个11的模型，将病灶、静脉血管和动脉血管用不同的颜色标记，医生可以根据模型制定手术方案。而手术中的医生也可以一边对照模型，一边进行操作。相比2D的CT片，医生通过3D模型能更直观地看到肿瘤和各个组织的距离，从而下刀更精确，手术的安全性也有了更大的提高。

  “以前医生做手术，肿瘤在什么位置，前后各有哪些血管包围，手术中切除到什么程度才不会伤害到重要组织和血管，这些都仰仗于医生的经验。”薛慧强说，“尤其是一些脊椎上的手术，稍有不慎就有可能伤到神经，所以这类手术往往都交给经验很丰富的老医生。但现在通过3D打印技术，不但降低了手术的风险，也可以让更多年轻医生参与这些手术。”

  据薛慧强介绍，目前上海本地多家医院都与黑船建立了合作关系。就在不久前，云南省第一人民医院就完成了一次3D打印模型引导的腹腔镜多器官联合切除手术，在国内外尚属首例。

  汽车零部件：从三个月到三天

  对于工业制造来说，3D打印技术的魅力在于它可直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，具有制造成本低、研制周期短、生产效率高等明显优势。这些特性使3D打印与汽车制造看起来简直是天作之合。

  “汽车的很多零部件，比如发动机，在批量生产之前都需要进行测试，这就需要有零部件模具的开发。传统模式的痛点在于这个周期非常长，成本也很高。”薛慧强说，“以往研发一款新车，制造一个零部件样品，一般需要两三个月的时间。同时生产所用的工具、配套的工程师都很贵，基本上每天的成本就是几十万。”

  与传统研发手段相比，黑船提供的3D打印技术生产汽车零部件可快速成形——时间上可以快到3天。通过这种快速成形技术，汽车生产商得以在设计早期验证产品装配可行性时，能及时发现产品设计差错，缩短开发周期，降低研发成本，快速验证关键、复杂零部件或样机的原理及可行性，例如缸盖、同步器开发以及橡胶、塑料类零件的单件生产。它无需金属加工或任何模具，免去了模具开发、铸造、锻造等繁杂工序，省去试制环节中大量的人员、设备投入。

  “实际上，任何产品的零部件研发测试工作都可以交由3D打印来完成，比如手机、电脑外壳，只不过汽车生产商的需求最为迫切。”薛慧强说。也许在未来，3D打印会在汽车及其零部件产业带来一场革命。在薛慧强看来，这种可能性很大。

  3D打印代替不了传统制造业

  实际上，人们对于3D打印最深的误解在于“3D打印就是未来的工业形态”。

  “这其实没有什么依据，3D打印技术目前能做的还只是改良整个产业链中的某些细小环节，远远谈不上是颠覆、变革。”薛慧强说，“如果真要说颠覆，那就是直接打印出一部手机、一台电脑，但我觉得至少10年甚至20年内都不太可能。”

  在他看来，3D打印技术擅长的解决个性化、复杂化、高难度的生产技术，这恰恰是传统制造业梦寐以求的，但另一方面，传统制造业所擅长的批量化、规模化生产，则是3D打印的先天不足。也就是说，3D打印在实现设计和创意上具备所想即所得的优势，但将模型变成商品，仍然要依赖传统制造业批量化和规模化的特点。

  “所以，两者之间优劣态势正好形成互补关系，而不是谁替代谁的问题。3D打印技术本身不是要取代传统制造业，也不能取代传统制造业。”

  不过，虽然诞生已久，但3D打印作为一项先进的技术，市场规模却比较有限。2013年，全球3D打印市场规模约40亿美元，较2012年翻了一番，尚不如一家大型互联网上市公司的市值。薛慧强认为，之前人们探索的重心往往还在3D打印技术本身，而随着技术日趋成熟，会有越来越多的企业投身到实际的解决方案中去，3D打印的未来不可限量。