圍繞DNA衍生諸多黑科技，3D列印向微型化發展
近年來，微型化3D列印與生物3D列印越走越近，二者的一個重要交叉點就是人體的遺傳物質DNA。在充分肯定3D列印技術對DNA相關研究的積極影響的同時，我們也不能忽略其中潛在的倫理道德問題。
就產品規模而言，3D列印技術當前呈現出兩極化走向。一方面，建築業、傢具業、船舶業等領域正不斷追求能夠生產更大尺寸零部件的3D列印設備；另一方面，醫療、電子等產業則在持續探索更精微的3D列印產品，致力於讓3D印表機在納米級的製作過程中遊刃有餘。
近年來，微型化3D列印與生物3D列印越走越近，二者的一個重要交叉點就是人體的遺傳物質DNA。生命科學的發展離不開對DNA的深入研究，因此需要能夠靈活處理這一微型結構的技術。而微型3D列印的進步也需要合適的實驗對象，DNA無疑是個理想選擇。於是圍繞這串身材極小內容極多的生命密碼，3D列印黑科技紛紛湧現，對多個行業產生了重要影響。
生物3D列印的一大目標是製造可植入人體的活性器官。在該技術的諸多難點中，如何讓3D列印的細胞像在自然器官中那樣按特定布局排列是最為棘手的之一。
2015年，美國加州大學的一項研究為此提供了有效解決方案。科研人員將DNA的片段安裝在用於列印的細胞外膜上，如此一來，序列相同的DNA片段會彼此識別，進而將細胞聚集到一起，而序列不同者則不會發生粘附。通過這一手段，3D列印細胞可以形成近乎自然的組織模型，為將來製造完整器官奠定了基礎。麻省理工學院的研究人員則另闢蹊徑，用3D印表機把DNA組裝成形狀各異的支架，使其成為運載藥物的微型工具，同樣有助於疾病治療。
食品行業與生物技術關係密切，飽受爭議的轉基因食品便是典型產物。2016年，美國兩位生物醫學科學家研製了一種十分獨特的轉基因食物——無需奶牛的「牛奶」。製造這種產品甚至連植物也不需要，它完全是由酵母菌生產的蛋白質構成的。科學家用3D列印再造了奶牛的DNA序列，將其植入酵母菌，使其具備了生產蛋白質的能力。這一發明使那些因為道德原因或生理因素而不飲用牛奶的消費者獲得了享用「牛奶」的機會。
利用DNA還原生物形態已經不是什麼新鮮事，而今有了3D列印助力，這項工作變得更加成熟。2014年，美國賓夕法尼亞州立大學的一位科學家發現，利用二十個基因及其二十四個變體即可鎖定一個人的面部特徵。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的基因片段，利用計算機將其還原為3D模型並實施列印，即可獲得十分接近於真人長相的嫌犯頭像。
不只是人，植物也同樣可以通過類似手段複製。今年9月，紐西蘭一位設計師利用DNA編寫和3D列印技術成功再造了一株捕蠅草。它的外觀與真實捕蠅草幾乎無異，但無需澆水，卻同樣具有捕蠅功能。以此為基礎，設計師和他的團隊計劃展開更多功能性複製生物的研究項目。
在充分肯定3D列印技術對DNA相關研究的積極影響的同時，我們也不能忽略其中潛在的倫理道德問題。例如，通過3D印表機與DNA片段還原長相的技術就存在被不法者用以竊取他人隱私的風險。科技在突飛猛進，法律規範也必須儘快跟上。
文章來源：中國智能製造網
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