徐銘恩在實(shí)驗室內展示3D打印機打出的耳朵軟骨組織。(記者　韓傳號　攝)

    生物3D打印技術(shù)的發(fā)展，使得人類(lèi)更具勇氣“挑戰死亡”。
　　谷歌的拉里·佩奇說(shuō)，細胞的3D打印，還有現在的細胞重編程，這些技術(shù)在未來(lái)有可能攻克死亡。未來(lái)學(xué)家雷·庫茨韋爾有一個(gè)更“瘋狂”的說(shuō)法，他說(shuō)人類(lèi)已經(jīng)到了“永生的邊緣”。雷·庫茨韋爾的解釋是，未來(lái)二三十年開(kāi)發(fā)的技術(shù)，可以讓你再多活二三十年，多活的二三十年又有新技術(shù)出現，可以再讓你活得長(cháng)一點(diǎn)。
　　而在中國，杭州電子科技大學(xué)教授、捷諾飛生物科技有限公司創(chuàng )始人徐銘恩與其團隊，成功研制出了可打印生物材料和活細胞的商品級3D打印機。這個(gè)團隊提供的基于3D打印的藥物開(kāi)發(fā)服務(wù)、假肢康復輔具等醫學(xué)應用，已經(jīng)拓展到了全球十大制藥公司和知名的醫療機構。

　　不追求違反自然規律的“永生”

　　生物3D打印技術(shù)發(fā)展究竟能給人類(lèi)帶來(lái)什么樣的福音？徐銘恩對此有著(zhù)自己的理解�！拔蚁嘈�，通過(guò)研究3D打印，一定可以延長(cháng)人類(lèi)的壽命，但我個(gè)人覺(jué)得研究這樣的技術(shù)不是去追求違反自然規律的永生，讓天下父母活到兒女成家，長(cháng)輩活到晚輩盡孝，這是我們工作最大的熱情來(lái)源，與自然和諧共存才是我們的追求�！�
　　在高中時(shí)代，徐銘恩就是物理學(xué)科的“學(xué)霸”。高二時(shí)，他已經(jīng)開(kāi)始系統學(xué)習微積分、大學(xué)物理，并在各級物理競賽中嶄露頭角。
　　但也就是在這一年，他的外公去世了�！皩W(xué)校離醫院很近，接到外公病危的消息，我從教室跑去病房，看著(zhù)他的心跳曲線(xiàn)從有到無(wú)，摸著(zhù)他的手漸漸涼去�！�
　　徐銘恩開(kāi)始覺(jué)得，“物理離挽救生命的技術(shù)有點(diǎn)遠”。生命科學(xué)成了他的新方向。
　　高考填志愿時(shí)，他選擇的專(zhuān)業(yè)是“藥學(xué)”，想著(zhù)開(kāi)發(fā)新藥物來(lái)治病。本科讀下來(lái)，發(fā)覺(jué)還是需要了解更多的技術(shù)，研究生階段又轉攻生物醫學(xué)工程學(xué)，希望能用新技術(shù)來(lái)解決藥物無(wú)法治療的疾病。
　　2005年，徐銘恩在做博士后研究時(shí)，接觸到了生物3D打印�！叭绻�這項技術(shù)能運用到醫學(xué)上？”他就此“定情”。
　　2012年他和團隊在這一領(lǐng)域的工作，被國際期刊《Biomaterials》（《生物材料》）評價(jià)為“生物3D打印領(lǐng)域最先進(jìn)水平”。
　　2013年，為了給其他生物醫學(xué)研究的科學(xué)家提供穩定的工作平臺，他和團隊一起，成功研制出可打印生物材料和活細胞的商品級3D打印機“Regenovo”。這臺3D打印機，成功打印出了人類(lèi)肝臟單元、脂肪組織等，打印出的細胞存活率達90%，最長(cháng)存活時(shí)間4個(gè)月。
　　“實(shí)踐證明，3D打印在生物醫學(xué)領(lǐng)域的運用很廣，例如用于制作醫療模型，術(shù)前將體內病變的骨骼或器官打印出來(lái)，供醫生和患者溝通或制定手術(shù)方案。又如藥物篩選、假肢假體等等�！�
　　多年基礎研究，他經(jīng)歷了很多次考驗，不乏“絕望時(shí)”，但他堅持跑了下來(lái)。他說(shuō)，“理想不是掛在嘴邊說(shuō)的，有時(shí)甚至可能忘記它還存在，但在人生無(wú)數次選擇和堅持的關(guān)口，理想就是關(guān)鍵的那枚砝碼�！�

　　從“甜甜圈”實(shí)驗到生物3D打印機

　　汽車(chē)有發(fā)動(dòng)機、變速箱等部件，一旦壞了，可以更換。人的器官也會(huì )衰老，或者受到外力損傷，如何應對？
　　現在的常規方法是器官移植，但需求量和供給量太過(guò)懸殊。例如在中國，器官移植的患者和供體的數量比是150：1。這意味著(zhù)150個(gè)需要移植的患者中，只有1個(gè)人可以等到移植的器官。即使是那個(gè)“幸運兒”，由于移植的器官來(lái)自于異體，受到人體的自體免疫系統的排斥，因此一生都要一直服用抗免疫的抑制劑。
　　有沒(méi)有別的辦法？克隆是一種技術(shù)方案。但目前醫學(xué)上治療性的克隆，只對少數幾個(gè)疾病開(kāi)放，胚胎培養不能超過(guò)14天。因為那時(shí)胚胎的心臟就開(kāi)始跳動(dòng)，神經(jīng)也開(kāi)始發(fā)育，已經(jīng)是一個(gè)生命。所以不管是美國、英國，還是中國，對人的克隆都是明令禁止的。何況，克隆在技術(shù)上也還有許多問(wèn)題需要解決。
　　所以3D打印技術(shù)出現后，科學(xué)家們認為，其具有的快速性、準確性及擅長(cháng)制作復雜形狀實(shí)體的特性，使它在生物醫學(xué)領(lǐng)域有著(zhù)非常廣泛的應用前景。
　　2005年，正在清華大學(xué)機械工程系做博士后研究的徐銘恩，接觸到了生物3D打印。
　　細胞3D打印的生物學(xué)基礎源自一個(gè)著(zhù)名的實(shí)驗：把老鼠的動(dòng)脈血管切成一個(gè)個(gè)的環(huán)狀結構，像甜甜圈一樣，把這些“甜甜圈”全部套起來(lái)，大約72小時(shí)后，這些“甜甜圈”重新長(cháng)到一起，形成一個(gè)有功能的、可以輸送血液的血管。這個(gè)實(shí)驗說(shuō)明，假如科學(xué)家能在體外用一種技術(shù)把細胞按照它體內的結構堆積起來(lái)，是有可能成為功能性的結構的。
　　但要把理論的可能性變?yōu)楝F實(shí)，并非易事。徐銘恩遇到的第一個(gè)難關(guān)是細胞的損傷率。最初打印出來(lái)的細胞，損傷率幾乎達到了90%以上，很多時(shí)候是100%�！拔覄倓傋龅臅r(shí)候，幾乎絕望。大概7、8個(gè)月的時(shí)間里，不停地做，每天換三、四套實(shí)驗方案，換材料、換打印的參數，半年多以后，終于讓細胞在里面活下來(lái)了�！�
　　解決這個(gè)問(wèn)題后，徐銘恩又碰到“幸福的煩惱”，細胞在里面瘋長(cháng)，把整個(gè)結構都填滿(mǎn)了；又或者是，細胞長(cháng)起來(lái)了，但把支架給吃掉了，因為用來(lái)做支架的材料是對細胞有營(yíng)養的物質(zhì)。
　　圍繞這些情況，又進(jìn)行了較長(cháng)時(shí)間的實(shí)驗。慢慢地，他可以控制細胞在里面的生長(cháng)，甚至可以控制細胞在里面的分化。后來(lái)又發(fā)展到能預留出計劃中的通道。

　　生物3D打印的101種可能

　　徐銘恩創(chuàng )立的杭州捷諾飛生物科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“捷諾飛”），是中國3D打印產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的副理事長(cháng)單位，也是如今國內這一領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)。在國際市場(chǎng)，捷諾飛也受到關(guān)注。他們的研究成果在美國亮相后，導致同領(lǐng)域中一家知名的美國上市公司股價(jià)出現大幅波動(dòng)。
　　“每個(gè)人的身體構造、病理狀況都存在特殊性和差異化。3D打印與醫學(xué)影像建模等技術(shù)結合之后，就能夠在人工假體、植入體、人工組織器官的制造方面產(chǎn)生巨大的推動(dòng)效應�！毙煦懚髡f(shuō)。
　　捷諾飛的“典型客戶(hù)”名單里，有上海交通大學(xué)、華南理工大學(xué)、四川大學(xué)、解放軍304醫院、天津武警總醫院、華西醫院、南京鼓樓醫院等。實(shí)踐證明，3D打印能很好地幫助制作醫療模型。術(shù)前將患者體內病變的骨骼或器官打印出來(lái)，供醫生和患者溝通或制定手術(shù)方案。
　　除了來(lái)修補、替換人的器官以外，細胞3D打印技術(shù)在藥物研發(fā)領(lǐng)域的應用也非常廣泛。
　　徐銘恩介紹說(shuō)，目前既有的藥物開(kāi)發(fā)有兩種類(lèi)型：一種是高通量的分子模型，脫離人肌體的整體環(huán)境，所以篩選是不準確的；第二種是動(dòng)物模型，動(dòng)物和人是有種間差異的，動(dòng)物身體有效的，到人身上可能就無(wú)效；動(dòng)物身上無(wú)毒的，到人身上可能就有毒。因此藥物的開(kāi)發(fā)產(chǎn)業(yè)投入非常大，數字顯示，2011年美國制藥工業(yè)協(xié)會(huì )新藥研發(fā)投入約674億美元，其中光輝瑞一家就投資了94億美元。但是新藥產(chǎn)生的效率卻很低。
　　“現在有了3D打印技術(shù)，我們能用打印出來(lái)的人的細胞或組織器官，進(jìn)行藥物篩選，這給整個(gè)藥物篩選體系帶來(lái)了革命性的改變�！睋�了解，捷諾飛公司提供的基于3D打印的藥物開(kāi)發(fā)服務(wù)，已經(jīng)拓展到了全球十大制藥公司和知名的醫療機構。
　　此外，徐銘恩團隊還成功完成了一些生物相容的生物支架的打印�！吧�物3D打印的支架在宏觀(guān)和微觀(guān)結構上都可以很好地契合受損組織的結構需求，這在臨床上，在為病人進(jìn)行組織修復時(shí)，是非常重要和有用的�！�
　　“我們也在嘗試一些更有意思的工作，例如能不能把細胞打印到芯片上，然后讓細胞和芯片之間建立信號傳導。我們曾設計了一塊芯片，上面有不同的傳感器，有的可以感受細胞的生長(cháng)，有的可以感受細胞的動(dòng)作鏈位，把這個(gè)芯片封裝，在上面打印上不同的細胞，最后能夠檢測到那些打印的細胞的功能或者說(shuō)活性�！毙煦懚髡f(shuō)，用這個(gè)芯片來(lái)進(jìn)行藥物篩選，他們篩出了一些很有前途的抗腫瘤藥物。
　　生物3D打印技術(shù)再繼續發(fā)展下去，會(huì )到什么程度？
　　徐銘恩預計：“也許有一天，我們可以用3D打印技術(shù)做出人工的、人造的感受器官來(lái)，比如眼睛、鼻子。生物3D打印技術(shù)也可以幫助腦機接口的科學(xué)家研究清楚細胞和芯片之間是怎么傳輸信號的，可以用大腦直接操控機器�！�
　　對未來(lái)，徐銘恩希望自己的團隊能通過(guò)對生物3D打印技術(shù)、醫學(xué)信息等資源的整合，建立一個(gè)以患者為中心的醫療服務(wù)體系。

　　向市場(chǎng)要科研經(jīng)費

　　讀書(shū)時(shí)，徐銘恩“一路名�！保涸谡憬�大學(xué)拿到藥學(xué)學(xué)士和生物醫學(xué)工程博士學(xué)位，在清華大學(xué)機械工程系完成博士后研究，又轉赴美國爵碩大學(xué)機械系“計算機輔助組織工程實(shí)驗室”做訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者。
　　與同齡人相比，他也是佼佼者：2006年博士畢業(yè)的第一年即獲得了國家自然科學(xué)基金和中國博士后科學(xué)基金一等資助，同年又被破格晉升為副教授。
　　然而，在選擇工作機構時(shí)，面對包括兩所母校在內的多所985高校的延請，他卻出人意料地“落戶(hù)”于浙江的一所省屬高�！�—杭州電子科技大學(xué)。
　　“我相信市場(chǎng)經(jīng)濟，相信最具創(chuàng )新活力的土壤在中小企業(yè)中，所以長(cháng)三角是首選�！毙煦懚髡f(shuō)。而在杭州電子科技大學(xué)，“學(xué)校給我一小片自主空間，允許我靜下心來(lái)做�！�
　　和背靠大樹(shù)所帶來(lái)的資源、經(jīng)費相比，他更看重的是市場(chǎng)的力量，“人都是有惰性的。經(jīng)費容易得到，也就容易產(chǎn)生路徑依賴(lài)”。
　　在采訪(fǎng)中，徐銘恩隨口吟誦了美國詩(shī)人的一首詩(shī)�！包S色的樹(shù)林里分出兩條路，可惜我不能同時(shí)去涉足……一片森林里分出兩條路，而我卻選擇了人跡更少的一條……”
　　他創(chuàng )立捷諾飛，也恰恰選擇的是一條“人跡更少”的道路。
　　長(cháng)久以來(lái)，國家的科研經(jīng)費被視作“大蛋糕”。如何切？似乎需要靠“跑”，靠“關(guān)系”才能分到一杯羹。以至于相當一部分科研人員養成了“跑部錢(qián)進(jìn)”的習慣。
　　“關(guān)于‘Regenovo’的創(chuàng )意，我2012年就有了�！苯�(jīng)費怎么來(lái)？國家有小儀器專(zhuān)項，申請成功就能得到幾百萬(wàn)元的資助，“2012年9月，我們去北京咨詢(xún)，得知申請很難，通過(guò)的概率也低，申請周期也很長(cháng)�！�
　　怎么辦？從北京回來(lái)，徐銘恩自尋投資。2012年10月，浙江本地企業(yè)有興趣，經(jīng)費有了；2013年，“Regenovo”3D打印機研制成功；2013年8月，第一臺樣機面世了。爾后一年不到的時(shí)間里，第二代產(chǎn)品問(wèn)世。
　　“創(chuàng )新到一定程度，需要產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)的經(jīng)驗，但產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新歸根結底是離不開(kāi)基礎研究的�！毙煦懚髡f(shuō)，做產(chǎn)業(yè)的“初心”，是想獲取一些經(jīng)費來(lái)支撐自己的基礎研究，“我個(gè)人對財富的追求并不強烈。但做科研，還是挺花錢(qián)的�！�
　　2015年1月7日，科技部在官方網(wǎng)站發(fā)布了《關(guān)于深化中央財政科技計劃（專(zhuān)項、基金等）管理改革的方案》，該方案稱(chēng)，政府將通過(guò)撤、并、轉等方式，對現有科技計劃進(jìn)行整合。
　　有人驚呼，“科研經(jīng)費的錢(qián)袋子要大動(dòng)了”，也有人懷疑，政策再怎么變，結果也是“有人分到一頭豬，有人分到一片肉”。分不到的人怎么辦？徐銘恩還是那個(gè)觀(guān)點(diǎn)，“找市場(chǎng)，市場(chǎng)最公平，眾多企業(yè)和社會(huì )的創(chuàng )新需求是更廣闊的天地”。
　　“這個(gè)時(shí)代是需要交叉和合作的時(shí)代，我希望通過(guò)科研和產(chǎn)業(yè)化的平臺，促使這些技術(shù)更快地投向應用�！毙煦懚髡f(shuō)，3D打印的特性決定了其“跨學(xué)科性”，其發(fā)展需要不同領(lǐng)域的科學(xué)家、企業(yè)家來(lái)合作實(shí)現，這是一個(gè)開(kāi)源的時(shí)代，“我們只是為大家提供一種幫助，在幫助中肯定會(huì )實(shí)現我們自己的價(jià)值�！�

　　[采訪(fǎng)手記](méi)

　　成就別人的幸福感更持久

　　高校中一直存在這個(gè)問(wèn)題，很多科研項目做3年，博士畢業(yè)就戛然而止，科研和團隊的延續性被打斷了。如今從產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)上獲得的資金，令徐銘恩感到欣慰的另一點(diǎn)是，能把科研的新生力量保留下來(lái)。
　　“年輕人是中國科學(xué)的未來(lái)�，F在有了產(chǎn)業(yè)化的平臺，學(xué)生畢業(yè)后就不用因為專(zhuān)業(yè)和職業(yè)的不對口而放棄科研，相反，能夠一直做下去，逐步完善技術(shù)使其更早轉化到應用領(lǐng)域�！焙涂蒲�、創(chuàng )業(yè)相比，徐銘恩同樣看重自己承擔的師職，“關(guān)注自己得失，帶來(lái)的滿(mǎn)足感是很短暫的，成就別人帶來(lái)的幸福感更持久”。
　　這個(gè)感悟來(lái)自于2006年。當時(shí)是徐銘恩博士畢業(yè)的第一年，他獲得了國家自然科學(xué)基金和中國博士后科學(xué)基金一等資助，同年又被破格晉升為副教授�！暗�我自己沒(méi)想到的是，興奮很短暫，迷惘占了上風(fēng)�！�
　　“人最終的事業(yè)動(dòng)力還是來(lái)自于‘見(jiàn)眾生’，即使我們這一代人走不到目的地，但是積累下來(lái)的經(jīng)驗技術(shù)可以幫助下一代人繼續前行�！�
　　有學(xué)生評價(jià)說(shuō)，徐老師專(zhuān)注基礎研究、百折不撓的定力中，實(shí)際蘊含著(zhù)科研工作者洞察社會(huì )需求、判斷新技術(shù)發(fā)展方向的自信。
　　“以興趣為出發(fā)點(diǎn)”是徐銘恩最關(guān)注的�！扒嗄陸�該有理想，不要過(guò)度看重短期利益。有些學(xué)生的選擇著(zhù)眼于就業(yè)，可能短期內會(huì )看見(jiàn)成效，但不容易走得長(cháng)遠�！�
　　“中國的未來(lái)需要各種有才華的青年�！彼�給學(xué)校的建言很有針對性：人才的評選標準要多樣化，除了“成績(jì)優(yōu)秀、學(xué)生工作出色”，學(xué)生在科研創(chuàng )新、文化藝術(shù)等領(lǐng)域中的突出表現也應納入視野�！�（余靖靜）