密歇根大學公共醫療中心為一個美國俄亥俄州的男孩Kaiba Gionfriddo的喉嚨里植入了一個3D打印機制作的人工氣管，幫助其正常呼吸。手術在去年2月進行，現在19個月大的Kaiba健康成長，呼吸正常。
Kaiba Gionfriddo，氣管有先天性缺陷，出生6個星期后出現呼吸困難狀況，由于通往心臟及肺部的主要動脈錯位，氣管受到壓迫，幾乎每天都會突然停止呼吸。醫生曾判定其不能活著走出醫院。
這是國際醫療史上首個3D打印人體器官成功移植的案例，在3D打印人體器官技術出現前，患者只能透過器官捐贈或是干細胞培育進行治療。
“當時他臉色發綠，停止了呼吸。”Kaiba的父親說，第一次發生呼吸困難癥狀時，嚇得立即將孩子送進醫院搶救，通過心肺復蘇術才醒過來。之后的一個多月時間里，Kaiba的情況越來越嚴重，只能通過呼吸機來維持生命。
醫生告訴他們，Kaiba所患的疾病是“氣管支氣管軟化癥”，不嚴重的病例在3歲時就會自愈，嚴重者很可能因呼吸困難而死亡;而Kaiba的情況較為嚴重，意味著在2個月大之前，都需要氣管插管，以維持通氣。
“很多醫生都說他很可能不能活著出院。”Kaiba的媽媽說。
2012年2月9日，Kaiba在密歇根州的C.S.Mott兒童醫院做了個手術，一個3D打印氣管被放置在了Kaiba氣管的缺失部位。
密歇根大學公共醫療中心的生物醫學工程師David A.Zopf說，整個3D打印過程是這樣的，先用計算機設計一個適合Kaiba的氣管支架模型，再用熱塑性的生物可吸收材料(聚己內酯)，用3D打印機打印出100條細小管道，再利用電腦激光技術，砌出一層層不同形狀和體積的塑料薄層。
第二天，在美國食品藥品監督管理局的允許下，醫生將其中一個迷你氣管植入Kaiba的喉嚨里，即氣管中缺失的部位。在移植手術中，依靠支架上的孔洞與氣管進行固定。
安置支架7天后，開始逐步撤除機械通氣機，并在手術后21天完全停止呼吸機支持。一年以后，通過內窺鏡造影手術觀察患兒的左主支氣管，發現一切正常。
密歇根大學的專家介紹，3D打印的氣管有個切口，隨著孩子氣管的生長，該人造氣管也會隨之脹大。“這是其他固定的人工氣管移植所做不到的。”
“這起案例表明，高分辨率成像技術、計算機輔助設計與生物材料的3D打印結合起來，可以針對患者的特定解剖條件創建可植入設備。”
人體組織復雜
3D打印人體器官目前還不能徹底解決問題
《新英格蘭醫學雜志》報道了這一案例后，不少專家都表示看好3D打印人體氣管在醫學上的運用。
今年4月有另一個類似于Kaiba的案例，一名2歲的小女孩出生時沒有氣管，醫生在一個塑料管里，用她自己的干細胞培養出一支氣管，最后在美國Peoria醫院成功完成手術。
“很多人質疑3D打印人造器官的應用，理由是人體組織本身非常復雜，有細胞、顯微組織、結締組織、脂肪等，但現在我們在一步一步來，比如Kaiba并不是沒有氣管，他只是氣管缺失，因此我們需要的只是一個適合其氣管尺寸的連接支撐裝置，由安全材料制成的人造氣管完全可以勝任。”
紐約Einstein醫學院的專家John Ben說：“但是該人造氣管目前并沒有能夠徹底解決問題，等到Kaiba氣管發育較成熟后還要做氣管切開套管移植手術。因此，3D打印氣管這項技術的臨床作用究竟如何，還得等待時間來告訴我們答案……但我想孩子們會首先受益于此技術。“
3D打印的動脈有望用于心臟搭橋手術
2010年6月，美國Organovo公司就已宣布研制出商業化的3D生物打印機，其可成功制造動脈，而這打印出來的動脈應用于心臟搭橋手術也有望在5年內實現，此外，其表示10年內還將生產出能“打印”心臟、牙齒和骨骼等更為復雜器官的機器。
該消息由英國《經濟學家》雜志報道。報道介紹，所謂的生物打印機，即它用的原料是人體細胞，它的工作原理類似于在工業中用于制造部件和功能模型的快速成型機。
研究人員首先從成年病人的骨髓和脂肪中提取出干細胞，通過采用不同的成長因子，這些細胞能夠被分化成不同類型的其他細胞;然后他們再將這些細胞弄成液滴，每個液滴中包含1萬到3萬個細胞。
液滴在打印機中沉淀并聚合在一起，形成一個結構。打印頭每經過一次，進行打印操作的底座就下移一個刻度，通過這種方式，打印的器官可逐漸成形。
“這臺3D生物打印機有兩個打印頭，一個放置最多達8萬個人體細胞，被稱為‘生物墨’;另一個可打印‘生物紙’，即含水的凝膠，可用作細胞生長的支架。3D生物打印機使用來自患者自己身體的細胞，所以不會產生排異反應。”
