!""#$%%%&%%’(清华大学学报-自然科学版.*%%’年第(’卷第*期$,+B)#$$&***+,#/012345678329-":2;0<:5.=*%%’=>?@A(’=#?A*$(’&$’%生物制造工程的原理与方法颜永年=熊卓=张人佶=王小红=杨洪义=陈立峰-清华大学$A机械工程系=*A生命科学与医学研究院=北京$%%%C(.摘要D生物制造工程是以制造复杂组织和器官为目标的机理和生物体的微观结构有了深入的了解G在体外交叉学科研究领域它运用现代制造科学与生命科学的原理G构建具有一定生物功能的组织和器官=用于病损组与方法通过细胞的受控三维组装制造活的组织和器官修==织和器官的修复替代成为了令人瞩目的科学前沿G复或替代人体的病损组织和器官G细胞组装技术是生物制造它对传统的制造业提出了新的挑战G生物制造工程工程的关键技术=它包括两类技术路线D细胞直接组装和细-?347321II73647:M63234<3423<<3234=2;H.的概胞间接组装G该文阐述了生物制造工程的原理和方法=分析念就是在这样的背景和需求下提出和发展起来的G了国内外研究进展=并介绍了清华大学生物制造工程研究所虽然这一概念在世纪年代就已经有人提出的研究工作G*%N%=但是直到最近几年=随着生命科学与制造科学的快关键词D机械制造工艺F生物制造工程F细胞直接组装F细速发展尤其是快速成形技术在生命科学领域的日胞间接组装F组织F器官=益广泛应用=其定义才逐渐清晰明确起来G中图分类号D0Q$B文献标识码DR生物制造工程的基础与定义文章编号D$%%%&%%’(-*%%’.%*&%$(’&%B|生物制造工程集成了快速成形技术<生物材料学<细胞分子生物学和发育生物学研究的最新进STUVWUXYZ[\]\T^_VU[‘展=$>=是制造科学与生命科学的新发展G‘_Va]_WbaTUV^ZV^UVZZTUV^基于离散,堆积原理的快速成形技术的发展及其在生物医学领域的应用是生物制造工程的制造科cdecfghgijg=klmenopqf=ordenstgui=学基础自世纪年代以来产生的基于微滴喷vdenkijfpfgh=cdenrfghwi=xryezi{tghG*%E%射沉积的快速成形新工艺使得将人体的复杂组织-|A}ZX_Tb‘ZVb\]~ZW!_VUW_Y"V^UVZZTUV^==#A$V[bUbabZ\]%U\‘Z&UWUVZ=’[UV^!a_(VU)ZT[Ub*=器官的电子模型转变成具有功能梯度的物理模型成%ZU+UV^|,,,-.=/!UV_.为可能G在这些工艺中=能够同时实现材料的制备与01[bT_WbD2347321II73647:M63234<3423<<32342173成形G这些新的快速成形工艺包括低温沉积制造工23M<3J21:25@2373K3<1<73:573<7652:572I1M?I73647:M63<艺=*=+><分层原位胶联工艺和细胞打印工艺=(>等G:?I5@2:7M<JM2116<173J?34731A0521M<:53?@?4K:?31M36:M1@29234新的生物材料的研究与应用也是生物制造工程M2116<173J?34731M53?645:?3M3?@@<J711<I7@K?4+8:<@@1M36:M63<1的重要基础从世纪年代开始第三代生物材62M5M5<5323:25@<173JI<M5?J1?4I?J<33I73647:M632341:2<3:<G*%E%=73J@24<1:2<3:<1A0?3<5@7:<?33<5723M2116<173J?34731=:<@@料诞生G与第一代的生物惰性材料和第二代的生物711<I7@KM<:53?@?4K21M5<529?M7@M<:53?@?4K23?347321I可吸收材料<生物活性材料不同=第三代生物材料集I73647:M63234<3423<<3234A0521575<3J<1:327<1M5<5323:25@<161<J成了生物活性材料和生物可吸收材料的性能=’>通23?347321II73647:M6323473J737@KP<1M5<3<1<73:5M3<3J1A05<G3<1<73:523M5<:<3M<3?4?347321II73647:M63234<3423<<323423收稿日期D*%%(&%*&%+012345676329<312MK217@1?23M3?J6:<JA基金项目D国家自然科学基金资助项目-+%(%%%EE.F9Z*:\T&[DI<:5732:7@I73647:M63234M<:53?@?4KF?347321I国家教育振兴计划资助