3D打印技术与新的医学信息获取技术相结合，以生物医用材料及细胞为新型离散材料，通过技术设计，快速有效地生产出医疗相关产品，这一过程称为生物3D打印。现在，人体器官也能用3D技术打印出来！　临床上，大块骨缺损的修复是人类面临的挑战之一。去年，中科院上海硅酸盐研究所研究员吴成铁与常江带领的研究团队，在3D打印复杂结构生物材料用于血管化大块骨缺损修复方面取得新进展。

青年报记者　郭颖

新成果受到莲藕结构启发

先来了解一下3D打印复杂结构生物技术。3D打印技术可以便捷地制备形状可控的多孔支架材料，广泛应用于生物材料和骨组织工程领域。传统3D打印支架具有多孔的结构，将材料植入缺损部位后，营养物质和细胞沿着孔向内渗入支架内部，有利于骨组织向内长入，促进骨缺损的修复。

然而，传统3D打印支架在大块骨缺损方面仍显不足。传统3D打印支架由实心的基元堆叠而成，降低了材料的孔隙率；传统3D打印支架的孔隙呈阶梯三维延伸状，并没有形成平直的孔道状，在流体力学上有较强的流体阻力，不利于营养物质和细胞渗入支架内部，阻碍了修复过程中的成血管和成骨。

吴成铁与常江带领的研究团队受到自然界中莲藕内部平行多通道结构的启发，采用3D打印制备出仿生莲藕支架，并与上海交通大学附属第九人民医院蒋欣泉团队合作，进一步发现该类支架相对于传统3D打印支架，具有显著提高大块骨缺损修复的能力。相关研究成果发表在Ad-vanced Science上，并申请专利。

出生于1978年的吴成铁是改革开放的同龄人。吴成铁出生在四川南充，本科毕业于大连工业大学材料科学与工程专业，博士毕业于中科院上海硅酸盐研究所，从事生物医用材料研究。2006年初博士毕业后，他出国留学，先后在澳大利亚悉尼大学、昆士兰科技大学及德国德累斯顿工业大学从事研究工作6年。

在国外，吴成铁先后主持并完成了　瑞士“International Team for Implantology　（ITI）　Foundation”、德国洪堡委员会、澳大利亚ARC、悉尼大学及昆士兰科技大学等资助的科研项目。并获得德国洪堡研究员、澳大利亚ARC研究员、悉尼大学研究员及昆士兰科技大学研究员等4个荣誉研究员头衔。

2011年底，吴成铁应聘回国从事科研工作。

“我的研究方向主要是3D打印生物活性材料用于人体组织与器官修复与再生，目的是为了解决由于人口老龄化、事故等造成的人体骨、软骨、皮肤、血管等组织损伤后的修复与重建问题。而目前，我国这方面的研究还比较薄弱，医院大多数产品还严重依赖进口，迫切需要解决重要的卡脖子问题，提升我国相关医疗产品的技术提升与临床使用。”吴成铁告诉青年报记者，目前他承担着国家十二五863计划、十三五重点研发计划以及中德国际合作、中澳国际合作等项目。“目前国内几大项目都很好，科技部重点研发以及基金委和上海市相关项目，对于提升我们基础研究与应用研究以及人才培养都提供了巨大帮助。”

希望团队在国际上占有一席之地

40岁，正是科学家出成果的鼎盛之年。吴成铁很忙，忙到没有时间接受采访。平时，他更多的是埋头在实验室里，或者忙于论文答辩。虽然喜欢足球运动，喜欢下厨，但是为了繁忙的科研工作，这一切只能暂时放在一边。

年轻的他已经有众多身份：博士生导师、德国洪堡学者、上海市优秀学科带头人、上海市浦江人才计划获得者、科技部863重点项目负责人、澳大利亚昆士兰科技大学客座教授

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吴成铁坦言，当年他出国的初衷正是为了回来更好地为国家服务。“科学研究需要国际视野，同时也需要我们回来扎根科研，除了承担国家重要的研发计划，还需要我们培养一代代年轻人才，为高校、企业输送高层次人才，这是我们国家长期发展的需要。”

从创新性研究成果到具备一定规模生产转化过程是复杂的。生物3D打印产品属于医疗产品，应用端为人体，涉及伦理道德和生命安全性，既要保证临床上的安全性和有效性，还必须遵守国家相关法律法规。然而，这一市场需求也是巨大的：到了2024年，预计全球3D打印医疗市场规模将达96.39亿元。为此，全球众多像吴成铁一样的科学家一直在努力，让这一先进技术能真正造福于人类。

生物3D打印产业目前处于刚刚起步阶段，大多数的产品和设备还处于研发阶段，并未实现大规模集成式的生产。吴成铁说，回国后，他得到了国家、上海和科学院的大力支持，在实验室平台、经费与学生方面都给予他很大支持。这也是他们这几年科研方面快速发展的重要原因。“国内现在的确是一个科研快速发展期，整体科技创新氛围比十年前好了很多，希望能继续支持科研，加大投入，持之以恒。”

作为一名党龄将近20年的老党员，吴成铁亦深谙：党员应该在科研业务方面起到先锋模范作用，并严格要求自己。

对于未来，吴成铁踌躇满志：希望在生物医用材料的基础研究与应用研究方面都能够齐头并进，做出更大成果，期望团队能在国际上生物材料研究方面占有一席之地。