记者 杨亦淇
癌症已成为全球健康领域的核心挑战。据世界卫生组织统计，癌症占全球死亡人数的比例已超过20%，这意味着每五个离世的人中，就有一个是被癌症无情夺走生命。
在癌症治疗的过程中，传统标准化治疗因忽视肿瘤个体差异，导致药物在实际应用中的有效率不足30%。有没有一种方法先在体外模拟治疗肿瘤的战场，在确定哪些药物有效之后再精准实施打击？
这是摆在生物医学3D打印技术企业，杭州捷诺飞生物科技股份有限公司（以下简称捷诺飞）面前的一个挑战。目前，生物3D打印技术与类器官技术的融合，正为肿瘤研究、药物开发及临床治疗开辟全新路径，也为攻克癌症带来了前所未有的机遇。
3D打印肿瘤的“活体替身”
在捷诺飞的三维打印实验室里，一台Regenovo Bio-Architect生物3D打印机正在精密运作。这台机器利用生物墨水封装肿瘤细胞，层层堆叠间，让一个毫米级的肿瘤类器官逐渐成形——这个微缩版的“肿瘤模型”，不仅建立了与原发灶相似的结构形态，还能更真实地再现肿瘤微环境中的缺氧和代谢异常特征。
肿瘤类器官，是一种利用患者肿瘤细胞在体外培养形成的三维细胞模型，能够模拟真实肿瘤的组织结构、基因特征及药物响应，为癌症研究、药物筛选及个性化治疗提供重要工具。
在捷诺飞，王玲博士和团队已经对该项技术研究了数年。
2013年，杭州捷诺飞生物科技股份有限公司正式创立，这是一家由多位顶尖科学家共同创建、专业提供生物医学领域3D打印技术综合解决方案的高新技术公司。
彼时，王玲以专家身份加入团队。10年间，从基础研究到产业化应用，该团队始终围绕生物医学领域的“卡脖子”问题寻求解决方法。
“肿瘤的异质性和耐药性是导致药物治疗失败的主要原因。”王玲解释，“传统治疗方式往往采用标准化疗法，但不同患者，甚至同一患者的不同肿瘤部位，其遗传特征和药物反应都可能存在显著差异。通过类器官技术，可以从患者体内取出肿瘤组织，在体外培养出与原始病灶基因特征、药物响应高度一致的‘活体替身’，进而进行药物筛选和个性化治疗方案设计。”
通过生物3D打印技术逐层堆积生物材料与细胞，实现了复杂组织结构的精准构建，为肿瘤研究提供了高保真体外模型。
三维光源成像实现器官精准“复制”
每个患者的肿瘤都有自身特点，如何确保3D打印的组织器官与原器官高度一致，关键在于突破传统检测技术的局限。
目前，传统检测技术面临两大瓶颈：一是空间分辨率不足，光学显微检测仅能获取组织表面信息，无法穿透三维结构；二是破坏性检测，生化检测需破坏样本，导致关键形态信息丢失。
既然肿瘤类器官是跨尺度（几十微米至几毫米）的活体模型，自然对检测技术的精度和速度提出了更高要求。
王玲团队通过光学检测技术的创新，提出了跨尺度的生物架构成像与多维感知分析新技术，解决了生物3D打印领域长期存在的“三维结构精准捕捉”等难题。
通过光学相干断层扫描（OCT）系统，实现对类器官的无损、高速、立体检测。该技术不仅可实时捕捉肿瘤组织的三维结构，还能结合药筛实验数据，预测药物在体内的反应，为个性化治疗提供了科学依据。
技术突破的背后是无数次实验失败。团队成员研究生小李回忆，为解决高通量信号处理难题，团队连续三个月高强度工作，最终通过AI算法优化将数据处理速度大幅提升。
企业的实际需求推动我们不断细化问题，也催生了新的科学发现。这种“问题导向”的创新模式，催生了200多项国内外专利（含3项国际专利），相关成果发表在《Cell》杂志，引发国际关注。
人类对抗疾病方式
正在迎来根本性变革
走进捷诺飞占地5000余平方米的产学研科研基地，仿佛踏入生物科技的“未来实验室”。三维打印与医疗器械实验室、生物医学光学成像实验室、复合增材制造智能自动化实验室等高端科研空间有序分布，价值超5000万元的各类试验设备与中试设备排列整齐。
近三年来，捷诺飞的研发费用年均超过1500万元，为企业的持续创新提供了坚实保障。在承担国家重点研发计划和国家重大科研仪器研制等项目的支持下，公司系统攻克了生物医学3D打印、生物材料、组织器官制造等多个领域的国际难题。
2023年，捷诺飞与王玲团队进一步深化合作，共建博士创新站。这一举措不仅整合了企业研发中心与高校跨学科资源，还通过“需求导向+技术攻关”模式，将企业的实际痛点转化为科研课题，推动了技术成果的快速转化。
“博士创新站是连接产业需求与科研创新的重要平台，通过这一平台，我们实现了人才带技术、技术强产业、产业聚人才的良性循环。”眼下，王玲博士团队正开展“基于类器官的肿瘤精准治疗和药物筛选平台开发”项目研究——该项目旨在攻克肿瘤类器官临床应用中批量制备、精准检测、高效药筛三大技术难题，为癌症患者提供更精准的治疗方案。
好消息是，项目已取得显著进展。在与浙大邵逸夫医院、浙大二院等医疗机构的合作中，他们发现利用类器官模型预测药物疗效，可以准确、快速筛选出对患者“肿瘤杀伤力大、副作用小”的药物，为癌症患者提供个性化治疗方案，最大限度地提高治疗效果和降低毒副作用。
此外，肿瘤类器官能更有效地模拟药物在人体内的效应，提高从临床前筛选到人体试验的转化成功率，在新药研发领域也展现出广阔的应用前景。
“当生物3D打印的精度突破微米级，类器官模型能高度复现人体反应，我们看到的不仅是医学的进步，更是人类对抗疾病方式的根本性变革。”王玲说。