生物制造工程的发展及趋势.PDF

第 期 中 国 科 学 基 金 ! G% ·学科进展与展望· 生物制造工程的发展和趋势 颜永年 刘海霞 李生杰 熊 卓 王小红 （清华大学机械系，生命科学与医学研究院，生物制造研究所，北京 ） $’( ［摘 要］ 文中全面、系统地阐述制造工程前沿之一生物制造的内涵、定义和组成，基于生物制造 工程本身发展的不同阶段和过程对其主要研究方向和相应国内外研究现状进行了综述。此外，从 学科交叉、融合与发展的角度，进一步指出了今后几年我国生物制造工程的主要技术发展方向。 ［关键词］ 生物制造，研究现状，细胞组装 而简单的概念“所有生命现象均可用物理和化学的 ! 生物制造工程 词汇来解释”，“生命完全只是物理化学的产物”出 早在 $))%年，生物成形的概念就提出了，作 发，形成了其哲学理念：任何复杂的生命现象都可以 ［］ $ 者 将生长成形与去除成形（切削加工……）、受迫 用物理、化学的理论和方法在人工条件下再现，组织 成形（铸造……）和离散 堆积成形并列为四大成形 和器官是可以人工制造的；生物体制造不是制造生 * 工艺，从学科高度概括了当今和未来的成形方法。 命，它并不涉及生命起源的问题，而是用有活性的单 “ 世纪制造业挑战展望委员会”主席 元和有生命的单元去“组装”成具有实用功能的组 !$ +,-../023 1 ［］ ! 织、器官和仿生产品。 博士于$))’年提出了生物制造的概念 ，中国学 ［］ 者4 也于 年提到了生物制造。可见生物制造 ! 研究现状及进展 的概念早已备受关注。但是，由于概念的定义和内 涵不够清晰，对于制造业的发展没有起到太多的指 体外再造具有一定生理生化功能的人体组织器 导作用。随着制造业尤其是快速原型技术在生物医 官，达到修复或重建病损组织器官，是人类有史以来 学中应用的日渐深入，生物制造工程的概念，也逐渐 便具有的一个梦想，也是生物制造工程的长远目标。 明确起来。 最早的人造器官是机械性的，如心室辅助装置 生物制造可以从比较宽泛和比较狭义两个角度 （ ）和全人工心脏（ ）（如美国麻省的 ?@A @B 来定义： 公司开发出 装置），还有各种无生 @C-/62D @C/-E-3 宽泛定义为：包括仿生制造、生物质和生物体制 物活性的高分子材料构建的皮肤和血管等，后来发 造，涉及生物学和医学的制造科学和技术均可视为 展到半机械性半生物性，如混合性生物人工肝 生物制造，用 — 表示