生物医学工程创新成果 - 2025年6月科研团队发现哺乳动物器官再生“分子开关”，使受伤成年小鼠重新长出耳廓软骨和神经组织[1] - 2025年8月全球首个直径超1厘米的活体心脏类器官在上海实验室培育成功，该器官来源于人源干细胞，具有天然活性和低排异性[1] - 生物医学工程技术涵盖人工关节、心脏支架、智能假肢和3D打印器官等领域，正成为人类对抗疾病的关键力量[3] 3D生物打印技术与类器官制造 - 类器官是由干细胞在体外诱导培养而成的迷你简化版器官模型，能模拟真实器官结构与功能，用于疾病建模、药物筛选及个性化治疗[4] - 打印一个活性类器官需要几十亿甚至上百亿个细胞[4][8] - 生物打印机使用细胞、水凝胶和活性因子融合而成的生物墨水作为打印材料[6][9] - 深圳清华大学研究院研发的高科技生物3D打印机打印精度可达100微米甚至更低，已能打印具有生命活性的耳朵、骨骼、心脏等类器官[11] - 皮肤、软骨、骨支架等简单组织和膀胱等小型类器官已实现打印并用于临床，但打印复杂器官仍处于科研阶段[13] 类器官在药物研发中的应用 - 高通量类器官打印设备可将癌症患者的肿瘤组织与生物材料混合，在体外高效模拟出肿瘤类器官模型[16] - “类器官试药”技术能在不同试药腔室中同时测试多种药物和剂量，筛选出最有效的治疗方案，避免在患者身上“盲试”，目前该技术已走入临床[16] 原位打印与再生医学 - 原位打印技术可模拟在受伤的皮肤组织上直接打印新皮肤，并能以微创方式深入人体内部进行修复[18] - 科研团队已将携带活细胞的生物墨水应用于心脏梗死区域打印，形成心脏补片以修复坏死的心肌组织[18] - 科学家正致力于提升打印精度、构建复杂微结构和血管网络，并解决打印器官的长期功能维持与稳定性问题，推动人工器官从“形态模拟”迈向“生命功能复现”[20] 跨学科合作与视觉假体突破 - 上海三个国家重点实验室跨界合作开发出全球首款超宽光谱视觉假体，该假体为仅指甲盖二十分之一大小的超薄贴片，内部布满纳米线[21][23] - 该视觉假体可使失明动物恢复可见光感知能力，并具备红外感光能力，其光电流密度通过优化从0.01-0.1安培/平方厘米提升至30安培/平方厘米，为已知体系最高水平[21][25] - 经过7年磨合探索和10多个版本迭代，该成果发表于《科学》杂志，为脑机接口、器官修复等技术提供新思路[27] 政策支持与产业布局 - 政府工作报告和七部门实施意见将生命科学、量子技术等列为未来产业新赛道，并在“未来健康”方向提出加快细胞和基因技术产业化[28] - 上海自2021年起布局类器官创新生态圈，支持类器官和器官芯片等创新项目[28] - 湖北将类器官等列为生物医药产业重点方向，目标到2027年生物医药产业规模达2500亿元[28] - 深圳将细胞治疗、基因治疗、生物制造等前沿方向列为重点资助对象[28]

生物医学工程前沿技术进展 - 科研团队于2025年6月找到哺乳动物器官再生的“分子开关”，使受伤成年小鼠重新长出耳廓软骨和神经组织 [1] - 2025年8月全球首个直径超1厘米的活体心脏类器官在上海实验室培育成功，该器官来源于人源干细胞，具有天然活性和低排异性 [1] - 生物医学工程技术正从人工关节、心脏支架等，向智能假肢、3D打印器官等工程化手段发展，成为抗衡疾病的关键力量 [3] 3D生物打印技术与应用 - 3D生物打印使用生物墨水，其原材料为细胞与水凝胶、活性因子的融合物，打印一个器官往往需要几十亿甚至上百亿个细胞 [4][7] - 深圳清华大学研究院研发出高科技生物3D打印机，打印精度可达100微米甚至更低，可打印具有生命活性的类器官如耳朵、骨骼、心脏等 [4][9] - 皮肤、软骨、骨支架等简单组织和膀胱等小型类器官已实现打印并用于临床，打印复杂器官仍处于科研阶段 [11] 类器官在药物研发中的应用 - 高通量类器官打印设备可将临床癌症患者组织与生物材料混合，在体外高效模拟出肿瘤类器官，用于药物筛选 [14] - “类器官试药”可在不同试药腔室同时测试多种药物和剂量，筛选最有效治疗方案，目前已走入临床，替代传统在患者身上“盲试”的方法 [14] 原位打印与再生医学 - 原位打印技术可模拟在受伤皮肤组织上直接打印新皮肤，并能以微创方式深入到人体内部进行修复 [16] - 该技术可将带活细胞的生物墨水打印在心脏梗死区域，形成心脏补片以修复坏死的心肌组织 [16] - 行业正致力于提升打印精度、构建复杂微结构和血管网络，并解决打印器官的长期功能维持与稳定性问题 [16] 跨学科创新与视觉修复 - 上海三个国家重点实验室跨界合作，开发出全球首款超宽光谱视觉假体，使失明动物恢复可见光感知并具备红外感光能力 [17][18] - 该视觉假体为超薄贴片，仅指甲盖二十分之一大小，内部布满纳米线，可不依赖电池和外部摄像头，植入眼底即可激活残存神经细胞 [18] - 通过优化，该器件光电流密度从最初的0.1或0.01安培每平方厘米提升至30安培每平方厘米，达到已知体系最高水平 [22] 地方政府产业战略布局 - 上海自2021年起布局类器官创新生态圈，支持类器官和器官芯片等在药物筛选、药效试验和个性化医疗领域的创新项目 [26] - 湖北将类器官等列为生物医药产业重点方向，目标到2027年使生物医药产业规模达2500亿元 [26] - 深圳在支持医药和医疗器械发展的措施中，将细胞治疗、基因治疗、生物制造等前沿方向列为重点资助对象 [26]