■ 本报记者 何冬健

在关于未来医学的畅想中，3D打印器官是备受瞩目的技术之一。

浙江大学机械工程学院贺永教授正在尝试一种3D打印器官的“平替”技术：先在体外3D打印仿生细胞外基质，再将其植入器官的缺损处，让细胞自行长到细胞外基质上，促进器官组织自我修复。未来有望为组织修复和再生提供更加精准和个性化的“修复方案”。

在贺永眼中，器官主要有细胞及贯穿于其中的微纳结构（也就是细胞外基质）两种核心组分。传统的治疗方法，往往只关注药物或简单的材料覆盖，忽视了细胞和它们所处的微环境对修复效果的重要影响。贺永在研究中发现，细胞其实是非常“聪明”的，它们能够感知周围环境的形状和弯曲程度，并根据这些信息选择怎么排列、怎么移动。“我们利用3D打印技术设计了一种特殊的支架材料，它的结构就像一个人为制造出来的‘微环境’，可以通过精细控制的曲率和形状，引导细胞一步步连接在一起。通过这种方式，不只是让细胞活下来，更要让它们主动、有序地排列和生长，最终形成一个‘再生通道’，帮助组织更高效地修复。”他说。

就像架一座桥，让不同细胞能顺着立交桥上不同层级走过去，重新“搭起”一个完整的组织结构，贺永将其称之为细胞“再生桥”。

它不是简单的平面或普通材料，而是团队利用高精度3D打印技术把材料一层层“织”出来，最终形成一个微观的立体结构。这个结构不仅形状上模仿了真实组织的纤维网络，在柔软度、弹性等力学性能上也做了精细调控，就像是在给细胞搭建一个既舒服又有引导性的“家”。“我们还设定了一些关键指标，比如纤维的直径、排列方式、密度、软硬程度等，这些都会直接影响细胞的行为。比如说，太硬或者太软，细胞就不太愿意‘定居’；排列太杂乱，细胞可能就分不清方向。我们通过调节这些参数，去研究细胞到底‘喜欢’什么样的环境，最终为再生医学提供更加科学、精准的材料设计基础。”他说。

就像人住进一座房子之前，会考虑采光、通风、布局这些因素，细胞在选择生长环境时也有一套“挑剔”的偏好。比如说，它们更爱那种有一定弹性、不太硬也不太软的环境，这样既不会压得喘不过气，也能让它们拉伸、移动得更自在。还有，细胞对环境的“纹理”也很敏感，喜欢有规律、有方向性的排列结构，这样它们就能“看得清路”去迁移，并排列得更有序。

其实这些不同的喜好，背后反映的是不同的力学环境，比如刚度、曲率、表面纹理这些力学线索。细胞会根据这些线索来决定自己的行为，比如是要扩展、移动，还是分化成特定类型的细胞。研究发现，有时候哪怕材料的成分是一样的，只要外观结构变了，细胞的反应就会完全不同。就像人面对不同的居住环境会有不同的心情和状态一样，细胞也是会“看脸色行事”的，它们会用自己独特的方式去感知、适应甚至改变这个环境。所以，在再生医学里，团队不仅要给细胞提供养分，更要给它们一个“看得顺眼”的家。

当然，要实现“再生桥”乃至更远大的目标——器官再生，就像是在进行一项精密的“生命工程”。目前团队已经掌握了一些关键拼图，比如细胞如何与微环境互动、哪些材料对细胞友好、怎样引导细胞形成组织结构等，但要让这幅拼图完整，还需要更多的信息。

贺永说，这项研究为组织修复和再生提供了更加精准和个性化的“修复方案”。

首先，修复效果更好，恢复更快，细胞能更顺利地生长和修复组织，伤口愈合更迅速，功能恢复更自然。其次，可以减少排异和并发症，因为支架更“贴合”细胞的需求，减少了不良反应和排异，提高了移植成功率。再者，个性化医疗更容易实现，未来可以根据患者的具体情况，设计定制化的支架，满足不同部位、不同疾病的修复需求。此外，这项技术还能促进器官再生研究，未来可能帮助实现受损器官的部分或完整修复，甚至制造人工器官，为器官移植带来革命性的突破。

他说：“我们的研究为临床提供了更科学、更智能的‘细胞生长环境设计’方案，让再生医学更加有效和可控，最终帮助患者更好地恢复健康。”