2-3年，實現植入物，假肢，支架和細胞打印
5年，實現病/藥理模型打印
10年，實現功能組織打印
15年，實現器官打印
今年是2019年，10年之約如期而至。正如科學家們的預言一樣，今年是生物3D打印領域的全方位爆發元年。2019年，我們見證了生物3D打印首次發表Science和Nature主刊，以及上百篇SCI期刊文章；我們見證了各位科研工作者一次又一次地顛覆了我們的想象，將一個個頗為科幻的技術拉入到現實之中。我們完全有理由期待，未來的生物3D打印技術會與我們的想象越來越近，更早地應用在我們的醫療之中。
1月31日，美國加州大學伯克利分校和勞倫斯利佛摩國家實驗室的有研究者聯合在 Science 發表重磅成果，其利用一種計算軸向光刻（CAL）方法，通過多角度的曝光圖像疊加，使材料能夠從模型的內部逐漸向外部固化，實現了“憑空”立體打印。
入選理由：3D打印原理家族已經多年沒有重磅新成員了，當思想者的雕塑在旋轉的光影“憑空”產生時，無人不被這眼前的科幻感所震撼，同樣感慨于研究者深厚的數學功底，將這立體光刻與懸浮打印完美結合，無愧本年最佳。
Kelly, Brett E., et al. "Volumetric additive manufacturing via tomographic reconstruction." Science 363.6431 (2019): 1075-1079.
5月3日，美國萊斯大學Jordan Miller教授與華盛頓大學Kelly Stevens教授合作發表了生物3D打印的第一篇NCS，利用高精度的光刻技術提供了復雜的血管化網絡結構的構建方法，為復雜組織器官的構建成為可能。
入選理由：打印一個大尺寸的組織結構其實并沒有想象的那么困難，關鍵是大組織內部的營養供應怎么保證？研究者不僅構建了復雜的管道網絡，還實現了多管道系統的復合構建，當打印的類肺結構“呼吸”起來時，你難以不相信他就是一個“生命”，富有沖擊力的震撼，不愧是 Science 封面重磅。
Grigoryan, Bagrat, et al. "Multivascular networks and functional intravascular topologies within biocompatible hydrogels." Science 364.6439 (2019): 458-464.
11月13日，哈佛大學Jennifer Lewis教授課題組，在 Nature 發表了使用多材料多噴嘴3D打印技術設計和制造體素化軟結構的過程，該技術可實現八種不同的材料的高頻切換，構建了折紙圖案，機器人，復雜多材料立方體等眾多復雜異質結構。其一體化高速打印的多材料機器人后續還可實現機器運動，令人耳目一新。
入選理由：高粘度多材料異質結構的高速打印一直是3D打印有待解決的瓶頸問題，體素化的構建思想也會為未來3D打印的應用指明方向。拆除思維的墻，才能極大的發揮3D打印的強大力量。
Skylar-Scott, Mark A., et al. "Voxelated soft matter via multimaterial multinozzle 3D printing." Nature 575.7782 (2019): 330-335.
卡耐基梅隆大學Adam W. Feinberg教授團隊在 Science 發表“3D bioprinting of collagen torebuild components of the human heart”，該研究利用懸浮膠（FRESH）作為打印支撐體（Supporting Bath），高精度的打印了心臟瓣膜及心臟等復雜結構。該研究打印的心室具有同步收縮（不再是一個補片），定向動作電位傳播，以及收縮期間心室壁增厚達14%等功能。
入選理由：如此精細復雜的膠原打印結構，目前恐怕只有懸浮打印才能做到，2019年懸浮打印異軍突起，為血管化構建復雜組織器官結構貢獻巨大力量。此外，膠原結構能實現如此力學強度，也可見研究者的深厚積累，交叉學科的重要成果絕不是單一因素決定，此篇成果讓我們看到了3D打印復雜器官的希望。
Lee, A., et al. "3D bioprinting of collagen to rebuild components of the human heart." Science 365.6452 (2019): 482-487.
2019年，美國加州大學圣地亞哥分校Chen Shaochen 教授課題組和Tuszynski課題組合作采用微尺度連續投影光刻法(μCPP) 3D打印了高精度的脊髓修復支架。種植神經祖細胞(NPC)的脊髓支架在脊髓損傷模型內可以支持軸突再生，幫助損傷脊髓再生修復。
入選理由：再酷炫的生物3D打印技術如果不能被應用也只是多彩的泡沫，研究者構建了如此精巧的模型，并取得了全髓修復在老鼠身上的良好效果，未來應用可期，值得關注。
Koffler, Jacob, et al. "Biomimetic 3D-printed scaffolds for spinal cord injury repair." Nature medicine 25.2 (2019): 263.
哈佛大學的Jennifer Lewis教授團隊在9月份的 Science Advances 上發表文章《Biomanufacturing of organ-specific tissues with high cellulardensity and embedded vascular channels》。該研究開發出一種全新的生物3D打印方式：功能性組織中直接打印犧牲材料（SWIFT）。使用細胞聚集體所形成的高細胞密度的組織作為支撐材料，將犧牲材料打印進去用于制造血管網絡。
入選理由：懸浮打印方式的又一名作，哪里是支撐？哪里是犧牲？哪里是組織？哪里是血管？3D打印的理想能力就是實現三維空間多種材料的自由組合，但工藝和材料特性給我們限制太多，讓我們不夠自由，懸浮打印就是讓我們重拾自由的一個方法。
Skylar-Scott, Mark A., et al. "Biomanufacturing of organ-specific tissues with high cellular density and embedded vascular channels." Science advances 5.9 (2019): eaaw2459.
10月18日，Science 發表美國西北大學關于一種大面積快速打印技術（high-area rapid printing，HARP）的最新成果，可以高速在幾個小時內打出成人大小的結構。
入選理由：3D打印的速度慢一直被詬病，2015年Carbon CLIP高速3D打印技術的誕生令人耳目一新，但高速聚合的大量放熱問題限制了其更高速的應用。今年高速3D打印技術再一次被突破，離不開研究者對該技術痛點的深刻理解與創新性解決。隨著高速打印的一次次突破，相信未來手術室里現場打印器件的一天會越來越近。
Walker, David A., James L. Hedrick, and Chad A. Mirkin. "Rapid, large-volume, thermally controlled 3D printing using a mobile liquid interface." Science 366.6463 (2019): 360-364.
2019年03月18日，韓國科學家Dong Woo Cho教授團隊用多噴頭3D打印技術，構建了一個高度仿真的梯度厭氧膠質瘤模型，并且用該模型培養腫瘤患者的細胞，化療的效果與患者實際化療效果一致。
入選理由：細胞/組織打印已將生物3D打印的應用推動到了體外高度仿生組織模型構建的新高度，多噴頭細胞3D打印技術更是為復雜的人體病理模型構建成為可能，研究者基于病人細胞打印的高度仿真的梯度厭氧膠質瘤模型，并取得了準確的預測效果，為未來生物3D打印在個性化病人用藥指導方面的應用提供了又一佐證。
Yi, Hee-Gyeong, et al. "A bioprinted human-glioblastoma-on-a-chip for the identification of patient-specific responses to chemoradiotherapy." Nat. Biomed. Eng 1.1 (2019).
哈佛大學Wyss研究所報道了一種在3D打印的微流控芯片內培養腎臟類器官的方法，該方法可擴大內皮祖細胞的內源池并產生具有被壁細胞包圍的可灌注腔。和靜態培養相比，研究者發現在微流體流動條件下培養的血管化腎臟類器官具有增強的細胞極性和人基因表達的成熟足細胞和腎小管區室。在體外微流條件下誘導腎類器官實質性血管生成和形態成熟的能力為研究腎臟發育，疾病和再生開辟了新途徑。
入選理由：Organoids 應該是2019年最火的體外模型研究詞，3D打印與其不是互斥的，兩者的結合可以不僅是直接打印organoids，也可以打印其培養所需的工具。3D打印微流控芯片，3D打印力學結構件等3D打印輔助器件都將成為未來3D打印助力生命科學研究不可或缺的手段。
Homan, Kimberly A., et al. "Flow-enhanced vascularization and maturation of kidney organoids in vitro." Nature methods 16.3 (2019): 255.
哈佛Wyss研究所開發出可變交聯強度及各向異性的墨水，該墨水具有可控的彈性模量及熱膨脹系數，再通過合理的幾何學設計及4噴頭的復合多材料打印技術，打印出“神奇”的形狀可變結構，未來可應用在軟電子開發，智能織物，組織工程和機器人等領域中。
入選理由：4D打印技術實現了對復雜結構的“降維”制造，多噴頭技術的使用，賦予了結構更多各項異性的可能，使得更為復雜的結構制造成為現實。多噴頭打印技術的應用才是剛剛起步，解放思想才有更大突破。
Boley, J. William, et al. "Shape-shifting structured lattices via multimaterial 4D printing." Proceedings of the National Academy of Sciences 116.42 (2019): 20856-20862.
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SUNP FLOAT是今年上普研發的用于懸浮打印的支撐墨水，可以支持各種復雜結構的打印，想打什么就打什么，正可謂“打印萬物”。支持絕大多數水凝膠在SUNP FLOAT里邊打印，包括膠原，GelMA，明膠，海藻酸鈉等常見水凝膠材料。
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