哈佛大学材料学家珍妮佛·刘易斯（Jennifer Lewis）带领的一支团队开发了“4D”打印技术。利用这种打印技术制造的扁平状物体在泡水后可以变为复杂的形状。

在演示中，刘易斯的团队打印了一个精美的图案。未来，这可能意味着一种新的基础技术，将带来许多实际应用。

这并不是我们首次听说4D打印。“4D打印”的定义是，可以对被打印物体进行“编程”，使其未来发生形状的改变。3年前，麻省理工学院建筑系科学家斯凯勒·提比茨（Skylar Tibbits）在TED演讲中介绍了这一概念。提比茨发明的工艺需要采用两种材料，包括一种刚性材料，以及一种能在水中延伸的柔性材料。

刘易斯的团队采用了单一的新材料，实现了一种更简单的工艺。这种新材料是一种胶状物质，其中包含微小的纤维。根据不同排列方式，这些纤维的硬度以及水溶性程度会发生变化。研究人员利用这样的特性进行“编码”，使打印出的物体可变为更复杂的形状。

刘易斯指出，通过这种新工艺，配合不同的水凝胶墨水，可以让打印出的物体对其他催化因素，例如阳光，做出反应。此外，这些纤维还可以被替换为导电材料，从而用于开发电子设备。

这种工艺对于人体组织工程来说可能很有用。不过这并不意味着“替代器官”即将成为现实。如果希望开发出“替代器官”，那么一项重大挑战在于需要开发3D支架，用于新细胞和组织的生长，以修复损坏的人体器官。刘易斯表示，该团队已在实验室中尝试，在扁平框架内进行细胞生长，随后再改变组织的形状。（维金）　　　　

研究称3D打印器官组织移植到动物身上能够存活

      研究人员在新一期英国《自然·生物技术》杂志上报告说，他们利用新开发的3D生物打印系统打印出人造耳朵、骨头和肌肉组织，移植到动物身上都能保持活性。这项技术未来发展成熟后，可能解决人造器官移植难题。

　　当前，3D生物打印技术打印出来的器官组织通常在结构上非常不稳定、过于脆弱，无法用于外科移植手术；并且由于这些成品缺乏血管构造、尺寸也偏小，即便移植，器官也不容易获取氧和营养物质，很难存活。

　　针对这些问题，美国韦克福雷斯特大学再生医学学院的研究团队改进了现有3D生物打印技术，开发出“组织和器官集成打印系统”（ITOP）。

　　这一新开发的3D生物打印系统，可将含有活性人体或动物细胞的水基凝胶与可生物降解的聚合材料结合作为打印材料，有助于人造器官形成稳定结构。

　　这一系统还能在人造器官中打印出许多类似血管的微小通道。器官组织移植到动物身上后，可通过这些通道获取氧和营养物质，这是保证器官移植后存活的关键。一段时间后，血管会逐渐在人造器官中生长，取代微型通道。

　　为验证效果，研究人员将打印的人造耳朵、肌肉纤维和颚骨移植到小鼠身上。一段时间后，这些人造器官组织都成功存活下来，并长出了血管和神经等结构。

　　报告作者之一、韦克福雷斯特大学再生医学学院学者阿塔拉说，将两种材料结合的打印过程以及组织结构中的微小通道，为人造器官中的细胞存活、组织生长提供了适当环境。

　　ITOP的另一个优势是，能够通过电脑断层扫描及核磁共振成像技术为患者“量身定制”要移植的器官组织。比如一个患者需要接受耳朵移植，该系统能够根据成像数据打印出尺寸合适的人造耳供移植。

　　研究人员说，他们在试验中使用过人类细胞及兔子、老鼠等动物的细胞进行人造器官组织打印，都取得了不错的效果。目前，这项技术还处于早期试验阶段，需进一步改善，以便未来能用患者的细胞打印出真正可用于外科移植手术的人造器官。

　　科技日新月异，会为人类带来什么样的未来？据外媒报道，韩国三星电子旗下互联网企业SmartThings委托英国多名科学家及建筑师，发表《未来住宿报告》，预测人类100年后很有可能住在海底城市、享用3D打印食物，以及到月球或火星度假。

　　报告指出地球人口逐渐饱和，未来或在海底建造水泡状城市，住宅、学校、办公室等一应俱全，且会用水制造氧气及氢燃料。地面建筑可能向地下发展，成为深入地底25层的大厦。

　　随着100年后人类殖民太空成功，太空商业旅行将成家常便饭。大众可利用巨型无人机，把预先载有旅行物资的“旅行屋”直接运到目的地，无人机也会成为一般交通工具。

　　日常生活方面，用户只需在网上下载并3D打印喜爱菜式，即可在数分钟内享用。届时每家每户均能安装医疗测试器材，提供数码诊断、药物，甚至进行遥控手术，有望大幅提高人类寿命；企业可透过全息技术开会，届时员工或只需每周工作3天。