攻克3D打印器官关键难题！美国科学家成功造出血管网络，未来5年内将在猪身上测试3D打印器官【附3D打印行业市场分析】

（图片来源：摄图网）

近日，美国斯坦福大学的Alison Marsden团队在3D打印人工器官血管网络方面取得了重大突破。他们开发了一种计算模型，能够基于人体血管分支的数学规律，快速为任意器官设计血管网络。研究人员利用这一模型，为一个由肾细胞3D打印而成的1厘米宽环形结构设计了包含25条血管的网络，整个设计过程仅用了几分钟。

在实验中，团队使用冷明胶颗粒将血管网络打印到环形结构中，随后加热至37℃使明胶熔化，留下1毫米宽的空心通道，用于模拟血管。研究人员持续向通道中泵入含氧气和营养物质的液体，以模拟正常血流。一周后，植入血管网络的环形结构中活细胞数量达到了无血管对照组的400倍。

但目前该技术仍存在局限性。例如，距离血管较远的细胞会因缺乏营养而死亡，因为目前的技术还无法打印出更细小、分支更多的血管来输送营养。不过，该团队正在探索解决这一问题的方法，并计划在未来5年内在猪身上测试3D打印器官。

科学家成功为人工器官3D打印出血管网络，不仅为缓解全球器官短缺问题带来了新希望，也标志着3D打印技术在生物医学领域的巨大潜力。

3D打印作为一种前沿制造技术，近年来在多个领域取得了极大进展。在工业领域，3D打印能够快速制造复杂零部件，缩短研发周期，降低生产成本，提升产品个性化和定制化水平。波音公司计划到2030年，将3D打印零部件占比提升至30%;汽车企业通过3D打印实现“本地化生产”，减少供应链风险。医疗领域，3D打印的钛合金髋关节植入物实现“量体裁衣”，术后并发症率下降40%。从最初的工业制造到如今的生物医学应用，3D打印正逐步改变着我们对传统制造的认知。

我国高度重视3D打印行业，早在2012年，3D打印行业就正式列入了中国的“国家高技术研究发展计划”。2021年12月，工信部会同国家发改委、教育部、科技部、财政部等部门联合印发了《“十四五”智能制造发展规划》，明确将3D打印(增材制造)列为智能制造的重点领域之一。2023年，工信部《“十四五”智能制造发展规划》再次将3D打印列为“补链强链”关键技术，要求突破多材料复合打印瓶颈。

在3D打印的全球竞赛中，中国正从“跟跑”转向“并跑”。根据工信部的统计数据，2023年中国3D打印产业规模达到400亿元，同比增长了25%，远超全球平均水平。

前瞻产业研究院认为，随着3D打印产品在已有场景中应用规模进一步扩张，以及新场景、新应用的不断开拓，预计未来四年中国3D打印产业规模将持续高速增长，但规模增速将有所回落。预计2029年中国3D打印设备的市场规模将超1200亿元，2025-2029年复合年均增长率约为19.5%。

北京理工大学机械与车辆学院院长助理、北理工新能源与高性能制造实验室主任、博士生导师刘长猛表示，3D打印技术不同于传统打印，它通过三维模型切片后将材料一层一层打印成型，理论上可以实现任何复杂结构的制造，减少设计与制造之间的制约。他强调，3D打印的制造成本较高，但市场规模增长迅速，目前主要应用于航空航天和医疗领域。

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更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国3D打印行业深度调研与投资战略规划分析报告》

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