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【中國(guó)智能制造網(wǎng) 本站原創(chuàng)】近年來，微型化3D打印與生物3D打印越走越近，二者的一個(gè)重要交叉點(diǎn)就是人體的遺傳物質(zhì)DNA。在充分肯定3D打印技術(shù)對(duì)DNA相關(guān)研究的積極影響的同時(shí)，我們也不能忽略其中潛在的倫理道德問題。
圍繞DNA衍生諸多黑科技 3D打印向微型化發(fā)展
就產(chǎn)品規(guī)模而言，3D打印技術(shù)當(dāng)前呈現(xiàn)出兩極化走向。一方面，建筑業(yè)、家具業(yè)、船舶業(yè)等領(lǐng)域正不斷追求能夠生產(chǎn)更大尺寸零部件的3D打印設(shè)備；另一方面，醫(yī)療、電子等產(chǎn)業(yè)則在持續(xù)探索更精微的3D打印產(chǎn)品，致力于讓3D打印機(jī)在納米級(jí)的制作過程中游刃有余。
近年來，微型化3D打印與生物3D打印越走越近，二者的一個(gè)重要交叉點(diǎn)就是人體的遺傳物質(zhì)DNA。生命科學(xué)的發(fā)展離不開對(duì)DNA的深入研究，因此需要能夠靈活處理這一微型結(jié)構(gòu)的技術(shù)。而微型3D打印的進(jìn)步也需要合適的實(shí)驗(yàn)對(duì)象，DNA無疑是個(gè)理想選擇。于是圍繞這串身材極小內(nèi)容極多的生命密碼，3D打印黑科技紛紛涌現(xiàn)，對(duì)多個(gè)行業(yè)產(chǎn)生了重要影響。
生物3D打印的一大目標(biāo)是制造可植入人體的活性器官。在該技術(shù)的諸多難點(diǎn)中，如何讓3D打印的細(xì)胞像在自然器官中那樣按特定布局排列是為棘手的之一。
2015年，美國(guó)加州大學(xué)的一項(xiàng)研究為此提供了有效解決方案?？蒲腥藛T將DNA的片段安裝在用于打印的細(xì)胞外膜上，如此一來，序列相同的DNA片段會(huì)彼此識(shí)別，進(jìn)而將細(xì)胞聚集到一起，而序列不同者則不會(huì)發(fā)生粘附。通過這一手段，3D打印細(xì)胞可以形成近乎自然的組織模型，為將來制造完整器官奠定了基礎(chǔ)。麻省理工學(xué)院的研究人員則另辟蹊徑，用3D打印機(jī)把DNA組裝成形狀各異的支架，使其成為運(yùn)載藥物的微型工具，同樣有助于疾病治療。
食品行業(yè)與生物技術(shù)關(guān)系密切，飽受爭(zhēng)議的轉(zhuǎn)基因食品便是典型產(chǎn)物。2016年，美國(guó)兩位生物醫(yī)學(xué)科學(xué)家研制了一種十分獨(dú)特的轉(zhuǎn)基因食物——無需奶牛的“牛奶”。制造這種產(chǎn)品甚至連植物也不需要，它完全是由酵母菌生產(chǎn)的蛋白質(zhì)構(gòu)成的?？茖W(xué)家用3D打印再造了奶牛的DNA序列，將其植入酵母菌，使其具備了生產(chǎn)蛋白質(zhì)的能力。這一發(fā)明使那些因?yàn)榈赖略蚧蛏硪蛩囟伙嬘门Ｄ痰南M(fèi)者獲得了享用“牛奶”的機(jī)會(huì)。
利用DNA還原生物形態(tài)已經(jīng)不是什么新鮮事，而今有了3D打印助力，這項(xiàng)工作變得更加成熟。2014年，美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)的一位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，利用二十個(gè)基因及其二十四個(gè)變體即可鎖定一個(gè)人的面部特征。這為刑偵界帶來了新的破案手段。如果能夠提取到嫌疑犯的DNA，再定位其中與容貌相關(guān)的基因片段，利用計(jì)算機(jī)將其還原為3D模型并實(shí)施打印，即可獲得十分接近于真人長(zhǎng)相的嫌犯頭像。
不只是人，植物也同樣可以通過類似手段復(fù)制。今年9月，新西蘭一位設(shè)計(jì)師利用DNA編寫和3D打印技術(shù)成功再造了一株捕蠅草。它的外觀與真實(shí)捕蠅草幾乎無異，但無需澆水，卻同樣具有捕蠅功能。以此為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)師和他的團(tuán)隊(duì)計(jì)劃展開更多功能性復(fù)制生物的研究項(xiàng)目。
在充分肯定3D打印技術(shù)對(duì)DNA相關(guān)研究的積極影響的同時(shí)，我們也不能忽略其中潛在的倫理道德問題。例如，通過3D打印機(jī)與DNA片段還原長(zhǎng)相的技術(shù)就存在被不法者用以竊取他人隱私的風(fēng)險(xiǎn)?？萍荚谕伙w猛進(jìn)，法律規(guī)范也必須盡快跟上。
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