更大的挑戰(zhàn)還在前面，多年來，研究者們夢(mèng)想著在實(shí)驗(yàn)室造出人造腎臟，肝臟、其他器官和組織，使得患者誰需要移植手術(shù)時(shí)不必尋找一個(gè)捐贈(zèng)者。

  但在實(shí)驗(yàn)室中生長(zhǎng)出可用的組織是十分困難的事情;用細(xì)胞代替墨進(jìn)行打印的 3D 打印機(jī)的問世則提供了一線希望。

  早在 20 世紀(jì)九十年代，安東尼·阿塔拉——維克森林大學(xué)再生醫(yī)學(xué)研究所的主任，就開始了在他的實(shí)驗(yàn)室中嘗試用生物可降解支架培育人體膀胱癌的細(xì)胞。這些細(xì)胞形成了一種包裝袋，他將他們成功地植入七個(gè)膀胱功能差的孩子體內(nèi)，以緩解他們的病情。

  試驗(yàn)宣告成功后不久，一批研究人員宣布成功打印出器官，但是這其中的大多數(shù)都只是用 3D 打印出了的聚合物支架，并在上面培育出氣管、心臟或者腎細(xì)胞，沒有一個(gè)成功地培育出成熟的器官。隨著科學(xué)家做出更加一致的努力，在實(shí)驗(yàn)室中打印出器官，這個(gè)問題已不再是他們是否會(huì)成功，而是如何成功。

  第一個(gè)顯微鏡被發(fā)明在十六世紀(jì)，與此同時(shí)，望遠(yuǎn)鏡誕生。他們很快向人們展現(xiàn)出兩個(gè)領(lǐng)域：遙遠(yuǎn)的天體和微觀的有機(jī)體。但是，天文學(xué)家則容易通過三個(gè)維度掌握宇宙的機(jī)制，細(xì)胞生物學(xué)家常常似乎仍然停留在一個(gè)二維空間。

  這是因?yàn)闄z體必須放在一個(gè)薄的玻璃載玻片下，以便它可以從上方或下方進(jìn)行照明。這樣一來，即使有現(xiàn)代化的電腦和繪圖軟件，生物學(xué)家很難理解我們的細(xì)胞是如何互相作用形成立體的組織和器官。

  重構(gòu)器官的嘗試面臨兩個(gè)方面的挑戰(zhàn)，萊斯大學(xué)的一名生物工程師 Jordan Miller 告訴筆者：這需要至少十億不同類型的細(xì)胞，同時(shí)這些細(xì)胞還需要被組織起來，保證它們可以交換營(yíng)養(yǎng)、成長(zhǎng)狀況以及其他信息。

  “這是一個(gè)充滿炒作的領(lǐng)域。”哈佛大學(xué)的材料科學(xué)家詹妮弗·劉易斯最近告訴筆者。“我記得有一次 我看到一個(gè) TED 的演講，我剛開始看視頻，那個(gè)家伙拿著一個(gè)像腎臟形狀的物質(zhì)說：我們正在打印一個(gè)腎。我認(rèn)為這是誤導(dǎo)性的，把它的形狀打印出來，讓它看上去像一個(gè)腎。但實(shí)際上不是，我們不希望給人們虛假的期待，這對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的名聲不好。”

  但劉易斯仍然為 3D 打印技術(shù)給制藥行業(yè)所帶來的改變懷有極大熱情，每年會(huì)有幾十億的金額投入到失敗的藥物發(fā)展中，如果生物打印組織可以實(shí)現(xiàn)的話，被實(shí)驗(yàn)的藥物可以在這些組織上做實(shí)驗(yàn)，看藥物如何發(fā)生反應(yīng)，并且有什么副作用。劉易斯說：“我們希望建立一個(gè)快速失敗的模式，這樣藥物可以在人體和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)之前，在 3D 的人體組織中進(jìn)行評(píng)估并確定它們的副作用。”

  劉易斯也承認(rèn)，他確實(shí)想過這個(gè)技術(shù)有著打印出整個(gè)，可以正常代謝的器官的潛力，最大的挑戰(zhàn)來自于如何創(chuàng)造出一個(gè)完整的腎，這是登月一樣的挑戰(zhàn)，第一步是制造出一個(gè)腎單位，腎器官的一個(gè)基本的過濾組織，最近，這個(gè)小組發(fā)現(xiàn)了一種制造人體腎部上皮組織的方法。“我們把它看成是一個(gè)邁向成功的重要階梯，預(yù)示著下一步的發(fā)展，創(chuàng)造一個(gè)單獨(dú)的腎組織就已經(jīng)是偉大的一步了，可是在每個(gè)腎里有一百萬個(gè)這樣的組織。”

  當(dāng)筆者離開劉易斯的實(shí)驗(yàn)室之前，他帶筆者看了恒溫箱，一個(gè)在打印機(jī)附近和冰箱差不多大小的白色盒子，他打開了恒溫箱的門，在架子的一個(gè)玻璃載片上，有一個(gè)已經(jīng)被印刷出來的已經(jīng)完成的組織。組織的一端是是一個(gè)精致的塑料管，插進(jìn)其中，提供葡萄糖、氨基酸等多種營(yíng)養(yǎng)成本，而另一端，則有一個(gè)同樣的塑料管，帶走二氧化碳和其他的細(xì)胞廢物。劉易斯說：“這個(gè)生物組織在過去兩周依然存活著。其實(shí)沒有什么可看的，但是它還活著，這讓我相信這是非常偉大的開始。”