综合整理 清华新闻网、新华网

是否有一天，生命体的器官可以实现3D打印并替代“原装”的器官？清华大学化学系刘冬生课题组合作的研究成果“DNA水凝胶”从材料上又向这一梦想迈进了一步。

最近，刘冬生课题组与英国瓦特大学Will Shu（舒文淼）等合作的DNA水凝胶材料成功地应用于活细胞的3D打印，该论文在《德国应用化学》（Angew. Chem.， Int. Ed.DOI： 10.1002/anie.201411383）发表并配以“媒体推介”（Press Release）重点报道。该项成果被2月26日出版的《自然》（Nature）的研究亮点报道关注，Nature评价该材料是“一种非常有前景的打印三维组织和人工器官的材料”。

3D打印的不同尺寸的DNA水凝胶粒子（其中加入蓝色染料以增加可视性），经多次打印，最大尺寸可以达到厘米级并且可以自支撑（右上小图）。

Nature还评论说：“此凝胶可以通过多层打印实现厘米级结构的构建”，“有足够好的强度维持其形状、不塌缩也不溶涨，但可以被（特定的）DNA内切酶迅速解离”，“共同打印的活细胞可以保持活性”。

3D打印的三角形结构，边长1厘米。

水凝胶因其高含水量和类似于细胞外基质的特点，是三维组织打印和人工器官制备的首选基材，也因此成为化学、材料和生命医学领域研究的热点。但直到DNA水凝胶研发之前，还没有一种水凝胶材料能够同时满足活细胞三维打印所要求的细胞相容性、力学强度、通透性、快速成型等苛刻条件。

3D打印的清华大学英文缩写，每个字母约1平方厘米。

对于该项研究成果的突破点，刘冬生教授解释道：“此项成果的意义在于，我们制备了一类新的水凝胶材料，能够同时满足多项活细胞3D打印的需求：速度快，可以达到秒级成型；条件温和，过程完全在生理条件下完成，不涉及化学反应以及能够对细胞造成伤害的外界刺激；强度、通透性好，打印出来的产品最终尺寸可以达到厘米级别以上的尺度，不变形和软化，还能够保证细胞生长所需营养物质的输送；此材料还具有非常好的触变性和自修复性能，在细胞生长的同时可以不断改变自身的结构，能够在保证对细胞提供足够支撑的情况下不限制其扩增；更重要的是，此凝胶材料可以根据需要迅速分解不残留，为将来3D打印器官的活体移植创造了条件。”

当期Nature研究亮点报道，左下为DNA水凝胶有关阐述。

同样可喜的是，在2月28日，工信部、财政部等印发《国家增材制造产业发展推进计划（2015－2016年）》，提出到2016年，初步建立较为完善的增材制造（又称“3D打印”）产业体系，产业销售收入实现快速增长，年均增长速度30%以上，整体技术水平与国际同步。

根据计划提出的目标，到2016年，初步建立较为完善的增材制造产业体系，整体技术水平保持与国际同步，在航空航天等直接制造领域达到国际先进水平，在国际市场上占有较大的市场份额。

1.产业化取得重大进展。增材制造产业销售收入实现快速增长,年均增长速度30%以上。进一步夯实技术基础，形成2-3家具有较强国际竞争力的增材制造企业。

2.技术水平明显提高。部分增材制造工艺装备达到国际先进水平，初步掌握增材制造专用材料、工艺软件及关键零部件等重要环节关键核心技术。研发一批自主装备、核心器件及成形材料。

3.行业应用显着深化。增材制造成为航空航天等高端装备制造及修复领域的重要技术手段，初步成为产品研发设计、创新创意及个性化产品的实现手段以及新药研发、临床诊断与治疗的工具。在全国形成一批应用示范中心或基地。

4.研究建立支撑体系。成立增材制造行业协会，加强对增材制造技术未来发展中可能出现的一些如安全、伦理等方面问题的研究。建立5-6家增材制造技术创新中心，完善扶持政策，形成较为完善的产业标准体系。

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