生物三維打印是盤點將生物材料或者生物單元（蛋白質(zhì)、細胞、國內(nèi)DNA、生物生長因子等）按照仿生形態(tài)學(xué)、印領(lǐng)域生物結(jié)構(gòu)、牛材生物體功能、料牛細胞特定環(huán)境等要求用三維打印快速成型方式制造出的盤點具有個性化的體外三維結(jié)構(gòu)模型或三維生物體。上世紀(jì)90年代，國內(nèi)生物三維打印的生物范圍大多是制備一些醫(yī)療模型及體外醫(yī)療器械。21世紀(jì)以來，印領(lǐng)域科學(xué)家們開始使用具有生物相容性的牛材材料打印制備植入物（如假肢移植物、假耳移植物）和組織工程支架等。料牛近十年來，盤點越來越多的國內(nèi)科學(xué)家及研究者們投身到三維打印活性細胞和蛋白等領(lǐng)域，以期制備出體外仿生的生物三維生物結(jié)構(gòu)體。生物三維打印的概念自被提出開始，一直受到科學(xué)界的廣泛的關(guān)注，也是研究的熱點。我國也有很多專家學(xué)者從事相關(guān)方向的研究。本文盤點了十位國內(nèi)從事生物三維打印的大牛們，供大家了解其研究方向，也為希望繼續(xù)從事該方面研究的學(xué)子們提供報考導(dǎo)師的參考。

1.西安交通大學(xué)-盧秉恒院士

盧秉恒院士素有中國3D打印“教父”之稱。作為該領(lǐng)域首位院士，也是將快速成型（即3D打印）帶入中國的第一人，盧院士主要從事快速成型制造、微納制造、生物制造、高速切削機床等方面的研究，先后主持20余項國家重點科技攻關(guān)項目。曾獲國家科技進步二等獎、國家技術(shù)發(fā)明二等獎、“做出突出貢獻的中國博士學(xué)位獲得者”稱號等獎項。上世紀(jì)90年代初，盧院士到美國密歇根大學(xué)做高端訪問學(xué)者，第一次在美國看到快速成型制造技術(shù)，甚為感觸。93年歸國后，開發(fā)出具有國際首創(chuàng)的紫外光快速成型機以及有國際先進水平的機、光、電一體化快速制造設(shè)備和專用材料，形成了一套國內(nèi)領(lǐng)先的產(chǎn)品快速開發(fā)系統(tǒng)，把快速成型機的國產(chǎn)率從0%提升到了80~90%，極大推動了我國制造業(yè)的發(fā)展進步。盧秉恒老師目前獲發(fā)明專利10余項，發(fā)表論文400多篇，其中被SCI，EI收錄100多篇。更重要的是盧秉恒老師很好地將科研成果轉(zhuǎn)化為工業(yè)應(yīng)用。他們陸續(xù)研發(fā)的設(shè)備，均處于國內(nèi)領(lǐng)先地位，達到國際先進水平。通過企業(yè)化運作，如今全國已經(jīng)建立創(chuàng)新服務(wù)平臺20多家，創(chuàng)新人才培養(yǎng)基地近10家，為2000多家企業(yè)提供新產(chǎn)品創(chuàng)新創(chuàng)意設(shè)計及快速制造服務(wù)。盧秉恒老師逐漸成為我國從事快速成型與制造技術(shù)的知名專家和帶頭人之一。

2.清華大學(xué)-劉冬生教授

劉冬生，清華大學(xué)教授。2016年4月，當(dāng)選2015年年度長江學(xué)者。劉冬生團隊在DNA水凝膠三維打印方面取得了很多重要的研究進展。水凝膠具有高含水量和類似于細胞外基質(zhì)的特點，是三維組織打印和人工器官制備的首選基材，因此成為化學(xué)、材料和生命醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的熱點。但水凝膠的細胞相容性、力學(xué)強度、通透性等一直是研究中的挑戰(zhàn)性問題。2009年，劉冬生小組首次報道了一種完全基于DNA組裝的超分子水凝膠，具有快速的pH值響應(yīng)性、優(yōu)異的小分子通透性，較高的力學(xué)強度以及不溶脹等特點。在此基礎(chǔ)上，他們又發(fā)展了可在生理條件下成膠，并具有多種可設(shè)計響應(yīng)性的DNA超分子水凝膠。2015年，該研究小組和英國瓦特大學(xué)等合作，將系列DNA水凝膠材料成功地應(yīng)用于活細胞的三維打印。對此，《自然》雜志評價稱，此凝膠有足夠好的強度維持其形狀、不塌縮也不溶漲，可以被特定的DNA內(nèi)切酶迅速解離、共同打印的活細胞可以保持活性，是一種非常有前景的打印三維組織和人工器官的材料。

3.上海交通大學(xué)-王成燾教授

王成燾教授是上海交通大學(xué)機械學(xué)院3D打印相關(guān)項目負責(zé)人，從上世紀(jì)90年代就開始關(guān)注這種嶄新的技術(shù)。從瑞士引進了第四代3D打印機，能打印出鈦合金物件，可用作骨科材料植入人體。王成燾說：“第四代問世之前的那些，都不能算真正的3D打印技術(shù)。只有打印出金屬物件，‘科技革命’才發(fā)生了。”“在傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域，金屬物件的加工是做“減法”——切削鉆挖；而3D打印的堆疊模式是做“加法”，這意味著材料大大節(jié)省、效率大大提高。但加工金屬，離不開熱處理如熔煉、鍛造，以往的打印機應(yīng)付不了；而第四代3D打印機實現(xiàn)了技術(shù)突破：它的打印頭能發(fā)射溫度極高、焦點集中的電子束，迅速融化鈦合金粉，一點一點完成金屬的堆疊，最終打印出所需的物件。”王成燾教授近30年致力于工程學(xué)與醫(yī)學(xué)相結(jié)合的交叉學(xué)科研究，研究領(lǐng)域包括：1）人體骨肌生物力學(xué)與生物摩擦學(xué)；2）外科臨床數(shù)字技術(shù)；3）硬組織外科植入物；4）3D打印技術(shù)醫(yī)學(xué)應(yīng)用等。主持國家自然科學(xué)基金“中國力學(xué)虛擬人”重點項目、亞洲人工關(guān)節(jié)重大國際合作項目及面上項目15項，獲省部級科研成果14項，科研成果“個性化人工骨關(guān)節(jié)CAD/CAM技術(shù)與臨床工程系統(tǒng)”獲2004年國家科技進步獎二等獎。

4.四川大學(xué)-康裕建教授

康裕建教授，現(xiàn)任四川大學(xué)再生醫(yī)學(xué)研究中心主任，以重建創(chuàng)傷信號系統(tǒng)與修復(fù)心血管功能為重點突破目標(biāo), 解決再生醫(yī)學(xué)中關(guān)鍵理論與技術(shù)問題,實現(xiàn)再生醫(yī)學(xué)在臨床的應(yīng)用。康裕建教授是四川藍光英諾生物科技股份有限公司首席科學(xué)家、首席執(zhí)行官，致力于建立以干細胞技術(shù)和再生醫(yī)學(xué)為核心的3D生物打印體系。科研興趣主要集中于再生醫(yī)學(xué)，包括心血管再生和3D生物打印在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。康裕建教授受到廣泛關(guān)注的一項大事件是對30只恒河猴進行3D生物打印血管體內(nèi)植入實驗，實驗動物術(shù)后存活率為100%。這次實驗的成功，開創(chuàng)了血管疾病治療的新紀(jì)元，開創(chuàng)了干細胞領(lǐng)域的新方向。

5.中科院上海硅酸鹽研究所-吳成鐵研究員

吳成鐵研究員是博士生導(dǎo)師、德國洪堡學(xué)者、上海市優(yōu)秀學(xué)科帶頭人和上海市浦江人才計劃獲得者，科技部863重點項目負責(zé)人。2006年初博士畢業(yè)于中科院上海硅酸鹽研究所后，先后在澳大利亞悉尼大學(xué)、昆士蘭科技大學(xué)及德國德累斯頓工業(yè)大學(xué)從事研究工作6年。主要從事3D打印生物活性材料用于組織修復(fù)材料的研究。主編CRC英文專著《Advanced bioactive inorganic materials for bone regeneration and drug delivery》一部，并參與撰寫6本英文專著的章節(jié)。在生物材料相關(guān)領(lǐng)域發(fā)表SCI?期刊論文160多篇，主要包括Mater Today，ACS Nano，Adv Funct Mater, Biomaterials，Adv Science，?NPG Asia Mater，J Control Release, Acta Biomater等。論文共被SCI引用6000余次，h指數(shù)45。研究領(lǐng)域包括：1）3D打印等先進制備技術(shù)構(gòu)建新型組織工程支架；2）生物活性陶瓷及納米介孔生物活性玻璃用于骨、皮膚組織工程、藥物/蛋白傳輸與腫瘤治療；3）生物活性材料與組織細胞（成骨、牙周、牙髓細胞及內(nèi)皮細胞）的相互作用關(guān)系（免疫成骨、成血管化）。

6.杭州電子科技大學(xué)-徐銘恩教授

杭州電子科技大學(xué)徐銘恩教授曾先后主持1項國家重點研發(fā)計劃、1項國家863子項目、3項國家自然科學(xué)基金、十余項省級及企業(yè)項目，參與美國航空航天局（NASA）、國家基金重點項目等研究項目，提出了一系列新的細胞/生物材料三維打印理論、技術(shù)和功能組織器官制造新方法，在細胞三維打印理論、以第一作者和通信作者在《Biomaterials》等重要的國際期刊和會議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇，獲邀在MTECH等國際會議上作邀請報告20余次，2012年9月《Biomaterials》將其工作評價為生物三維打印領(lǐng)域的最高水平“state-of-the-art”。 徐銘恩教授領(lǐng)導(dǎo)研發(fā)了國際領(lǐng)先的Regenovo 3D-bioprinter系列生物三維打印裝備，能夠直接打印人體活細胞。以這些細胞為基礎(chǔ)，打印機還可打印諸如骨骼修復(fù)器件、人工器官等生物材料。研究方向涉及生命科學(xué)、信息學(xué)和制造科學(xué)的交叉學(xué)科，包括生物3D打印、再生和移植醫(yī)學(xué)、藥物篩選技術(shù)等，致力于開發(fā)面向生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的3D打印設(shè)備、材料和軟件，為再生醫(yī)學(xué)、組織工程、藥物開發(fā)和醫(yī)療輔具等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提供新的技術(shù)解決方案，開發(fā)出突破性的醫(yī)學(xué)治療手段。據(jù)了解，Regenovo Bio-Architect是目前全球主流的三款量產(chǎn)銷售的生物三維打印裝備，被北京大學(xué)、浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)、四川大學(xué)、華南理工大學(xué)、華中科技大學(xué)、國立臺灣大學(xué)、香港城市大學(xué)、301/304醫(yī)院、華醫(yī)醫(yī)院、鼓樓醫(yī)院等一系列知名大學(xué)和醫(yī)院采用，占據(jù)國內(nèi)近50%的市場并銷往海外。

7.華南理工大學(xué)楊永強教授團隊

華南理工大學(xué)楊永強教授在激光快速成型制造、激光材料加工、焊接工藝與裝備等方面做了大量的卓有成效的研究工作。歷年來承擔(dān)和參加國家、國際合作、省市級科研項目多項。其中23項為項目負責(zé)人。發(fā)表有關(guān)學(xué)術(shù)論文110篇（其中期刊論文88篇，會議論文22篇）。楊永強教授從2001年左右開始研究3D打印技術(shù)，目前主要研發(fā)方向包括1）金屬零件激光選區(qū)熔化快速成型裝備，F(xiàn)DM裝備；2）3D打印在牙科個性化舌側(cè)正畸托槽、個性化牙冠固定橋以及種植牙手術(shù)導(dǎo)板；3）全膝置換用人工關(guān)節(jié)3D打印個性化設(shè)計、驗證和加工；4）外科手術(shù)模板；5）個性化植入體等醫(yī)學(xué)應(yīng)用。2004年，該團隊與國內(nèi)企業(yè)合作研發(fā)了國內(nèi)第一臺選區(qū)激光熔化快速制造設(shè)備“DiMetal-240”。

8.上海理工大學(xué)-朱鈺方教授

朱鈺方教授是上海市“千人計劃”專家，教育部優(yōu)秀人才支持計劃、上海市曙光學(xué)者，上海市“東方學(xué)者”特聘教授。主要研究領(lǐng)域包括：1）先進功能材料的 3D 打印設(shè)計與應(yīng)用；2）生物陶瓷新材料制備技術(shù)與應(yīng)用；3）介孔材料功能化設(shè)計與應(yīng)用。在 Angew. Chem. Int. Ed., Small, Biomaterials, ActaBiomater.，J. Phys. Chem. C 等國際學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表科研論文 70 余篇；論文他引 2000 余次。承擔(dān)了國家自然基金、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃項目、教育部科學(xué)技術(shù)研究重點項目、上海市教委科研創(chuàng)新重點項目等項目。朱鈺方教授在介孔材料領(lǐng)域頗有建樹，也是國內(nèi)較早開展三維打印制備骨組織工程支架的研究專家。

9.浙江大學(xué)-賀永教授

賀永教授是浙江大學(xué)機械工程學(xué)院教授，國家基金委優(yōu)秀青年科學(xué)基金及浙江省杰出青年基金獲得者，浙江省三維打印工藝與裝備重點實驗室副主任。一直以來從事生物制造、生物打印方面的研究工作，主持國家自然科學(xué)基金3項，國家支撐計劃子課題、國家數(shù)控重大專項子課題各一項，省部級課題多項，授權(quán)發(fā)明專利30余項，發(fā)表SCI論文30余篇，論文發(fā)表在包括Biomaterials，Biofabrication等生物制造、微制造、微流體領(lǐng)域的頂級期刊。提出了組織/營養(yǎng)流道同步打印的生物打印新工藝，主持開發(fā)了包括生物3D打印機、微流控芯片3D打印機等裝備。近幾年其課題組一直在探索有無可能基于全水凝膠構(gòu)造微流控芯片，并在這種高生物相容性的芯片上進一步構(gòu)造出器官芯片，為器官芯片的制造提供全新的思路。

10蘇州大學(xué)-張克勤教授

張克勤教授是蘇州大學(xué)特聘教授。曾任新加坡國立大學(xué)物理系歷任研究員、李光耀杰出博士后研究員和資深研究員（2002.8-2009.8）。2009年至今任蘇州大學(xué)現(xiàn)代絲綢國家工程實驗室和紡織與服裝工程學(xué)院特聘教授、博士生導(dǎo)師。近年來在Nature, Physical Review Letters, Small, Biomaterials等一流期刊發(fā)表論文70余篇；撰寫專著章節(jié)3部；申請專利30余項，其中授權(quán)15項。主要研究方向為高性能纖維材料、新型功能纖維材料、生物質(zhì)纖維和生物醫(yī)用材料及其跨領(lǐng)域應(yīng)用。近年來，張克勤教授開展了三維生物打印制備結(jié)構(gòu)可控絲蛋白小口徑血管支架材料的應(yīng)用研究。

以上就是今天介紹的國內(nèi)做生物三維打印的大牛們，希望有更多的學(xué)者深入研究生物三維打印，能夠用三維打印制備模擬人體活性組織及器官，造福于廣大患者。

下期三維打印科普課堂，讓我們聊聊國外做三維打印的大牛們，敬請期待吧！

本文由材料人科技顧問杜老師供稿，編輯部編輯。

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