3D生物打印技术的伦理思考.doc

3D生物打印技术的伦理思考文献标识码：A 2015年7月，北京大学人民医院成功完成了世界首例 3D 打印全骶骨假体治疗骶骨恶性肿瘤的手术，这是 3D 打印技术在该疾病治疗领域中的首次应用。骶骨切除术后重建一直是国际上骨肿瘤学界的一个难点。北京大学人民医院骨肿瘤科的医疗团队进行充分研究后，运用 3D 打印技术，根据患者骶骨切除术后的骨缺损，定制出一个表面具有金属孔隙结构的人工全骶骨假体，该假体可允许骨细胞长入空隙金属内，从而与脊柱、骨盆连接，更符合生物力学结构的功能重建。这一假体及重建方式均为世界首创，为骶骨恶性肿瘤切除后骨缺损的重建方式开辟了新途径1。近年来，随着3D生物打印技术取得的突破，其在医疗领域成功应用的事例逐渐增多。但作为一项高新技术，我们在关注其给人类带来福音的同时，也要重视其所可能产生的伦理问题。 一、3D生物打印的原理及其特点 （一）3D生物打印的工作原理 制造技术大体可分为三种类型。其一是等材制造，铸造、锻压、冲压等属于此类方法。其二为减材制造，木匠制造家具就是典型的减材制造。其三则为综合了数字化技术、新材料技术、光学技术等高新技术的增材制造（Additive Manufacturing，AM），俗称3D打印技术，其工作原理可以分为两个过程：其一是数据处理过程，利用三维计算机辅助设计（CAD）数据，将三维CAD图形分切成薄层，完成将三维数据分解成二维数据的过程；其二是制作过程，依据分层的二维数据，采用所选定的制造方法制作出与数据分层厚度相同的薄片，每层薄片按序叠加起来，就构成了三维实体，实现了从二维薄层到三维实体的制造过程。22 3D生物打印是该项技术在生物医学领域的运用。狭义的3D生物打印是指通过生物打印设备逐层制造出活体细胞，即细胞打印；广义的3D生物打印除了细胞增材制造，还包括人体永久植入物的个性化制造与组织工程支架的增材制造。 （二）3D生物打印的特点 传统的制造工艺在加工原料的过程中无法实现多种原材料的有效融合，而3D打印技术可加工液体、粉末、丝等不同形态的离散材料，具有将材料多样组合的特点；3D生物打印在所使用的材料及最后的成品上则更具特点。以细胞打印为例，它使用的是一种内部悬浮着活细胞的可打印凝胶。当这种“生物活墨”被打印出来并放入培养器皿中，活细胞会分泌出一种物质进入水凝胶，从而最终形成一个支撑母体。这一母体是形成更复杂的生物活性组织的基础。目前有多种细胞打印技术，如细胞平板印刷技术、激光引导细胞打印和喷墨式打印技术等。其中细胞平板印刷技术打印速度快，但只能将细胞或 DNA 等注入特定模型中，形成简单的二维结构，其在生物芯片领域得到广泛应用，却不能满足组织工程构建复杂三维结构的需要。激光引导细胞打印技术，利用激光粒子效应产生的光压捕获并定向输出单个细胞，实现个体细胞的精确定位3；其虽然精度高（10m），但耗时较长，目前多用于科研而无法作为生物打印产业化发展的主要技术手段。喷墨式细胞打印则已广泛应用于制造生物传感器、生物芯片、DNA 芯片、蛋白质芯片和非细胞聚合物的骨架组装等领域；在细胞打印方面，因其可在不产生高温的状态下高速打印微小“生物活墨”，因而特别适合活细胞的大量传输；其还可根据正常组织的三维扫描数据，实现微观结构中细胞的精确定点打印。喷墨式打印能制造出更加接近活体组织结构的三维复合制品，是今后细胞打印的主要发展方向。 二、3D生物打印的伦理思考 3D生物打印所具有的革命性的制造能力使其在生物医学领域有着广阔的应用前景，具体表现在人造器官技术的发展、医疗手段的革新和药品研制模式的创新等诸多方面。在积极运用3D生物打印技术的同时，我们也有必要从伦理的角度审视技术应用背后所潜在的伦理问题。 （一）生物打印与人体复制 3D生物打印在人造组织方面已取得一定突破，虽然离精确的人体复制还有漫长的距离，但技术发展的无限性让我们不得不思考这可能引发的伦理问题。通过生物打印来复制人体产生的伦理问题主要有以下两个方面： 第一，通过生物打印技术复制人会对现有的社会伦理秩序带来冲击。生物打印技术具有的精确制造的特性，使得人类能够像生产工业产品一样来制造至少在外貌上与原体相似的人。原体与复制人之间不存在世代、血缘关系，但我们又不能否定复制人与原体之间存在着某种伦理关系4。复制人的出现会对家庭、代际关系带来诸多不确定性。家庭关系的混乱、世代概念的模糊，会导致基于其之上的诸多法律，如婚姻关系、继承关系等也将被重新界定，社会随之会陷入观念失范、秩序失衡的状态。 第二，通过生物打印复制人，是对人类独特价值的一种挑战，违背了尊重的伦理原则。生物打印技术是科技登峰造极的产物，而当人类或人类的某个器官像流水线上的工业品一般通过这种高新技术被不断复制时，人的地位与价值也将丧失殆尽。在每种技术发展的初始阶段，技术上的不成熟会带来实验的失败或残次品的产生，生物打印技术也不例外。技术上的不成熟加之人体的复杂性会导致以生物打印为手段而生产的人造器官成为废弃物或“复制人”存在各项生理缺陷，这将造成资源的浪费，对复制人本身来讲也是对其尊严的蔑视。复制人的出现可以满足人类的一些需求，如代替自己从事劳动、成为移植器官的“寄存工厂”等，但正如康德所言：“永远不要简单地把人当作工具，而永远要当作目的，不论是对你自己还是对于他人。”5复制人的出现与存在完全被作为一种手段，来满足制造者的需要，其本身的尊严与价值也就无法得到保障。