主要观点总结
《环球科学》杂志推出播客节目，探讨科学问题。文章介绍了高伟教授团队开发的能在活体内精准3D打印的技术，名为“深层组织在体声波打印”（DISP）。这项技术可在体内制造修复关节的材料，无需进行手术。文章还介绍了该技术的原理、实验、应用前景以及高伟团队的研究进展和计划。
关键观点总结
关键观点1: 《环球科学》杂志推出播客节目
讨论形形色色的科学问题，欢迎订阅。
关键观点2: 高伟教授团队开发了在活体内精准3D打印的技术
名为“深层组织在体声波打印”（DISP），能在体内制造修复关节的材料，避免了手术的风险。
关键观点3: 技术原理及实验
采用聚焦超声（FUS）和特殊的温敏脂质体实现精准打印，动物实验证明其有效性和安全性。
关键观点4: 技术的应用前景
除了用于关节修复，还可用于药物递送、细胞打印、生物电子器件制造等领域。
关键观点5: 高伟团队的研究进展和计划
正在开发基于机器学习的人工智能预测模型，解决动态器官在3D打印过程中的挑战。未来计划将技术应用于更多器官和疾病模型，并打造具备实时监测能力的“智能体内装置”。
正文
DISP平台能在活体内3D打印，右图是正在接受体内3D打印的兔子（图片来源：原论文）
现场制造
传统的3D打印技术通过逐层堆叠材料并加以固化，从而构建出我们所需的各类形状。这项技术已被广泛用于工业和医疗领域，其中也包括打印定制化的植入物和医疗设备等。但高伟意识到，若要将3D打印的成品应用于人体内，
其中一个关键障碍是需要进行手术
。于是，他希望能跳过这一步，直接在体内的指定位置构建生物材料。
如果能将用于组装的生物墨水注入体内，并通过某种方式让它们仅在特定部位聚合，就有可能实现体内3D打印。高伟指出，与药物递送机器人相比，
这项技术的优势在于“现场制造”
：直接在靶组织原位快速打印功能材料，如药物载体、细胞支架或导电水凝胶，而无需手术植入。
其实早在2020年，四川大学的研究团队就曾开发过
类似的技术
。他们利用近红外光（NIR）引导生物墨水在指定区域聚合，成功实现了基于光控的体内材料构建。然而，高伟表示，
光波在人体组织中容易被吸收和散射，通常只能
到达皮下
几毫米深的区域
。
因此，要想真正实现更深层组织中的在体3D打印，并推动这项技术走向临床应用，还需要一种穿透力更强且没有副作用的手段。为此，高伟团队选择了聚焦超声（FUS），这是一种能
将高频（>2 MHz）声波精准聚焦于特定点位
的方法。借助FUS，他们能将超声波能量传导至皮下几厘米甚至更深的区域，从而显著拓展了3D打印在体内的应用范围，也提升了空间精度。
DISP技术原理（图片来源：
Xiao Kuang
）
为了让生物墨水中的聚合物单体仅在指定区域聚合，高伟团队将交联剂封装在了一种特殊的
温敏脂质体
中，然后和聚合物单体一起注射进需要的部位。这种脂质体在正常体温环境下能稳定存在，可一旦被聚焦超声“击中”，局部温度升高，脂质体膜上就会出现纳米孔道，释放封装在其中的交联剂，使周围的聚合物单体发生化学反应而交联。因此，
聚焦超声定位到哪里，哪里就会触发局部“打印”
，可以精准构建所需的形状。
这种策略既精准又安全。高伟表示，借助聚焦超声的空间聚焦能力和温度反馈，他们能将加热精确限定在目标区域，并且局部温度仅上升约5°C～6°C（从37°C至43°C），对周围组织几乎没有影响。
这种方法可以穿透厚达4厘米的组织，打印分辨率达150微米，打印速度也高达每秒4厘米。
