在醫療3D列印中，最神秘、最尖端、最炫酷的細分領域，是細胞3D列印。這是在組織器官三維模型指導下，由3D印表機接受控制指令、定位裝配、細胞材料製造器官的新技術。

　　這一技術的形成，首先有一個基礎性的原理。2000年前後，科學家將人類動脈血管切成一節節的環狀結構，然後把這些環狀結構套在一根線上，72小時後發現，這些血管切片又融合到了一起，形成一根新血管。這個實驗告訴我們，在體外，如果可以把不同的細胞在空間上按照人類的組織器官的細胞排布要求放在一起，這些細胞就會很快發生遷移、擴散、自組織，重新組成一個器官，也就是説它能製造出一個全新的器官。

　　清華大學、麻省理工學院等學術機構在細胞3D列印領域已有探索，它的技術原理就是將細胞一層一層列印在特殊熱敏材料上，打完之後將材料疊加就能得到需要的結構。徐銘恩介紹稱，第一台細胞3D印表機是用一台正常的印表機改裝的，也是最早進入商業化的細胞3D印表機。但由於一些技術沒有儲備好，這台機器的商業化效果不好。

　　目前商業化做得最好的是3D Bioplotter技術，它是將細胞和瓊脂基複合材料共混，擠出成型在具有交聯劑的底板上層層疊加。美國Drexel大學的孫偉教授，研發出能夠連續擠出成型的三噴頭的3D印表機，這個技術可以進行藥物毒性的肝單元結構檢驗。

　　細胞3D列印應用領域有哪些呢？第一個應用領域是實驗室。它可以為再生醫學、組織工程、幹細胞、癌症等與生命科學相關的領域提供一個非常好的研究工具，甚至可以認為它也能像傳統的生物醫學中的PCR技術和膜片鉗技術一樣極大地推動生命科學領域的發展。後兩個技術不但形成了兩個巨大的産業，而且還分別獲得了諾貝爾獎。

　　第二個可以做的就是構建和修復組織器官，提供新的臨床醫學技術。這也是一個非常巨大的市場。隨著人逐漸的衰老，肝臟、腎臟、心臟、肺都會發生老化，這就像汽車一樣，當汽車的發動機壞掉了，輪胎壞掉了，有配件可以買，或者説可以從其他車上拆一個配件下來。那麼人體器官如果壞掉了怎麼辦？當然，腎臟可以進行移植，但是移植過程中會發生排斥反應，更關鍵的是沒有那麼多移植的供體。國家每年有3-5萬需要進行腎臟移植的患者，現有的供體完全不夠，而且用上去要終身服抗免疫排斥藥。最佳的方法就是用這個病人自己的細胞來生産它所缺損的器官。比如説，用細胞3D列印技術，列印出了人工的肝臟單元。除了肝臟以外，3D列印技術還能製造人工脂肪。比如隆胸，當前隆胸多半使用硅膠填充，最終會帶來副作用。最佳的方法是用自己的脂肪細胞來做修補。

　　第三，細胞3D列印技術還可以做藥物研發領域的藥物篩選模型。2014年，美國制藥工業協會新藥研發投入大概是700億美元，其中僅輝瑞一家就投資100億美元。這麼巨大的投資，每年可以産生幾個新藥呢？大概目前全球每年只會産生2-3個真正原創性的新藥。這可能是目前研發投資最大，産出最低的領域。為什麼成功率這麼低？舉個例子，假如我手裏有一萬個化合物，要從一萬個化合物中篩選出可以治療糖尿病的藥物，最簡單的方式是找一萬個糖尿病的患者過來做實驗。可是，你能低成本地很快找到一萬個糖尿病患者嗎？而且，有些化合物是有毒的，吃下去死了怎麼辦？科學家用動物來做，但也非常辛苦，而且老鼠的基因和人不一樣，對老鼠來説有用的藥物，對人可能完全沒有效果。在上個世紀八十年代，科學家提出了高通量篩選的方法，即用細胞或者單個的蛋白質來做模型。然而三十年過去了，藥物開發速度並沒有加快。因為人體是一個複雜的調控網路，單個因子的升高或者降低，在人體整體環境中發生的情況有可能是截然相反的。因此，如果可以用3D列印做出人工的組織器官，可以做人工組織器官進行篩選，就可以大大提升藥物篩選的進程。