當我們還在驚嘆「皮膚能夠列印出來」，醫界與科學界早已往更驚人的目標邁進：完整再造人體器官。
從心臟、肝臟、腎臟，到氣管、眼角膜與骨頭——3D生物列印（3D Bioprinting）正試圖將這些複雜的器官，一層層「印」出來，改寫醫療史上最大難題：「器官移植的短缺與排斥」。
一、為什麼要列印器官？傳統移植遇到的困境
目前，全世界每天有數千名病人在等待器官移植，但等不到合適捐贈者的比例高達七成以上，特別是心臟與腎臟，供需嚴重失衡。
同時，即使成功移植，也存在以下風險：
免疫排斥反應：即使配對成功，仍需終身服用抗排斥藥物
捐贈倫理與來源問題：器官來源不易、黑市風險高
手術風險大、復原慢
這些困境促使醫學界投入一個嶄新方向：自己「做」出器官，而不是等別人捐。
二、什麼是3D器官列印？怎麼「印」出一個器官？
3D器官列印與前述皮膚列印原理類似，主要步驟為：
取自體細胞（如幹細胞、皮膚細胞等）
進行細胞擴增與分化，製造成「生物墨水」
使用生物列印機，根據器官的解剖模型逐層列印
列印完成後進行「體外培養」，讓器官在生理條件下成熟
移植入體內，建立血管與功能連結
這聽起來像科幻小說，但在許多實驗室裡，這早已不是想像，而是正在進行中的現實。
三、目前國際上正進行的器官列印研究（重點案例）
1. 心臟：以色列「迷你心臟」成功列印
2019年，特拉維夫大學（Tel Aviv University）研究團隊首次列印出一顆具有細胞與血管結構的「迷你人類心臟」，使用病患自體細胞製作，雖然尺寸只有一顆櫻桃大，卻可自主跳動，是「完整器官雛形」的重要突破。
來源：Advanced Science, 2019
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.201900344
2. 腎臟：美國Wake Forest成功列印腎元原型
美國北卡的Wake Forest 再生醫學研究所（WFIRM）曾成功列印出功能性的「微型腎單位」，具過濾與排泄功能，為腎臟列印立下基礎。該團隊也曾列印過迷你肝臟、膀胱、耳軟骨，並進行過臨床前動物實驗。
來源：WFIRM Official
https://school.wakehealth.edu/research/wfirm
3. 氣管與氣管支架：韓國、瑞士進行臨床實驗
韓國研究團隊開發了一種雙層結構的人工氣管支架，內層由靜電紡絲製成的聚己內酯（PCL）奈米纖維模擬氣管黏膜，外層則由3D列印的PCL微纖維提供機械支撐。該支架結合了人類誘導多能幹細胞（iPSC）衍生的間質幹細胞與軟骨細胞，成功在兔子模型中進行了1.5公分氣管缺損的重建，並觀察到上皮細胞與軟骨組織的再生。
來源：Kim, I. G., et al. (2020). Transplantation of a 3D-printed tracheal graft combined with iPS cell-derived MSCs and chondrocytes. Scientific Reports, 10, 4326.
https://www.researchgate.net/publication/339795418_Transplantation_of_a_3D-printed_tracheal_graft_combined_with_iPS_cell-derived_MSCs_and_chondrocytes?utm_source=chatgpt.com
4. 眼角膜：英國紐卡索大學重建透明角膜
英國紐卡索大學的研究人員成功地3D列印出人類角膜。他們將人類角膜基質細胞與海藻酸鹽和膠原蛋白混合，製成生物墨水，並使用低成本的3D生物列印機在不到10分鐘內列印出具有透明性和彈性的角膜結構。這項技術有望解決全球角膜捐贈短缺的問題，為數百萬失明患者帶來希望。
來源：Isaacson, A., Swioklo, S., & Connon, C. J. (2018). 3D bioprinting of a corneal stroma equivalent. Experimental Eye Research, 173, 188–193.
https://www.sciencedaily.com/releases/2018/05/180529223312.htm?utm_source=chatgpt.com
5. 肝臟與胰島細胞：瑞士、日美團隊進行糖尿病應用
多個國際研究團隊正致力於利用3D列印技術結合誘導性多能幹細胞（iPS細胞）來開發肝臟與胰島細胞的再生醫療應用，特別針對糖尿病的治療。
美國 Prellis Biologics 是一家美國生物技術公司，專注於開發高解析度的3D生物列印技術，目標是製造可移植的人體器官。他們的技術能夠快速列印出具有微血管結構的組織，這對於肝臟等器官的功能性至關重要。
韓國 POSTECH（浦項工科大學）的研究團隊開發了一種名為 PINE（Peri-islet Niche-like ECM）的生物墨水，該墨水包含從胰臟組織中提取的細胞外基質和基底膜蛋白。利用3D生物列印技術，他們製造出人類胰島樣細胞聚集體與血管結構（HICA-V），成功模擬了真實胰腺的結構與功能，並在糖尿病研究和藥物開發中展現出潛力。
日本 京都大學的研究團隊進行了一項臨床試驗，將由人類誘導性多能幹細胞（iPS細胞）製成的胰島細胞移植到一位患有嚴重第一型糖尿病的女性患者體內。這些胰島細胞以「細胞片」的形式被移植到患者腹部的兩個部位。術後，患者恢復良好，未出現排斥反應或腫瘤形成的跡象。
四、那麼…人體「完整器官」什麼時候可以問世？
目前的技術，能夠列印「組織單位」或「微型器官」，距離完全可移植的人體器官仍有挑戰：
血管與神經的微細結構難以完全重建
人體器官內部血管與神經分布複雜，列印材料需同時具備精細解析與生物相容性，目前多數研究尚停留在「血管導入」與「通道引導」階段。
器官成熟需要長時間體外培養
即使列印結構完成，細胞功能成熟與組織間訊號整合仍需體外長時間模擬，不同於單純外型完成。
法律與倫理規範仍在討論中
涉及人類幹細胞使用、病患細胞儲存、移植風險、責任歸屬等複雜議題，目前僅允許用於實驗性治療與動物模式。
根據WFIRM、Tel Aviv與Nature報導的趨勢，2030年可能是首例人體器官列印臨床試驗的關鍵年份，預期將從結構簡單、需求迫切的腎臟與膀胱著手，再逐步拓展至心臟與肺臟等複雜器官。
列印的不只是器官，而是生存的希望
從皮膚，到耳朵、氣管、心臟與腎臟，3D生物列印技術正在一寸一寸突破生命的界線，讓等待器官的人有了新的希望，也讓醫學變成了「創造生命的藝術」。或許將來某一天，我們不再只能等待救命的器官，而是可以「自己造出一個」。
引用資料：
Prellis Biologics. (n.d.). High-resolution 3D tissue printing for organ development and therapeutic discovery.
https://www.prellisbio.com
ScienceDaily. (2023, February 13). 3D bioprinted human pancreatic tissue mimics function for diabetes research.
https://www.sciencedaily.com/releases/2023/02/230213124308.htm
Kim, J. H. et al. (2023). Engineering human islet-like cell aggregates with vasculature using 3D bioprinting.
https://www.nature.com/articles/s41467-023-36118-1
The Asahi Shimbun. (2023, October 4). Kyoto team transplants insulin-producing cells made from iPS cells.
https://www.asahi.com/ajw/articles/14990360
Wake Forest Institute for Regenerative Medicine、Nature Biomedical Engineering、Tel Aviv University (2019)
Female lying back in medical spa having a body treatment by Javier Sanchez Mingorance from Noun Project (CC BY-NC-ND 2.0)
