90后青年科学家游尚挺正以中国科学技术大学的学术基因，在交叉学科的“无人区”里勇闯新路

以生物3D打印精准印制“生命零件”

心衰患者躺在病床上，用生命倒数等待一颗匹配的心脏——每一分钟，全球都有类似的绝望在重演。如果，医生只需从患者身上提取少量细胞，放入生物3D打印机，就能量身定制出一颗功能健全、与患者身体完美兼容的心脏，那些曾被供体短缺判了死刑的生命，将重获新生。

　　走进中国科学技术大学苏州高等研究院智能医疗器械研究中心，特任研究员、博士生导师游尚挺团队自研的生物3D打印机前，各种被打印出来的生物组织模型彰显着技术的潜力，心脏、血管、半月板等层层构建的“生命雏形”，让按需打印生命器官的愿景正一步步从图纸走向现实。

　　“乐观来看，10年后，生物3D打印的软骨、角膜、晶状体有望在临床上得到应用，牙齿和毛囊也有望实现再生。”面向生物3D打印技术的未来，去年加盟中国科学技术大学的游尚挺眼里闪烁着光芒。这位90后学者近期成功入选苏州青年科学家，正以中国科大“追求卓越、敢为人先”的学术基因，在交叉学科的“无人区”里勇闯新路——深耕微观世界，致力于搭建生命的通路，让人类在与疾病的博弈中握住改写生命轨迹的权杖。

　　生物3D打印 让人类器官也能“再生”

　　想象一下，你面前有一台神奇的“生物打印机”，它不用油墨，而是以活细胞、水凝胶这些“生命墨水”为材料；它不用机械喷头，而是靠精准可控的光来描绘生命的形状——这就是游尚挺醉心的光学生物3D打印世界。

　　“我们团队的技术路线，简单来说就是把三维网状结构的水凝胶跟细胞混在一起，然后用光把它们由液体变成固体，形成一个三维结构。接下来，进一步培养这些人造组织，让它们发育成熟，进而表达出一些对应组织器官的功能。”游尚挺指着实验台上一个个标注着“心脏”“血管”“半月板”等标签的结构模型解释说。而这些复杂精巧的生命结构能从图纸变为现实，光与水凝胶的“默契配合”恰是关键。

　　以生物3D打印的血管为例，团队会把血管内皮细胞、平滑肌细胞与光敏水凝胶混合成特殊的“生物墨水”。特殊光照下，液态水凝胶会凝固成能托住细胞的固态网状结构。随后，机器的“光影画笔”依据人体血管CT数据，将分支网络拆解成多层二维图案，逐层投射轮廓光，整个过程仿佛芯片的光刻一样。同时，团队通过算法优化光场，清晰勾勒出细如发丝的毛细血管分支，避免了传统打印的光散射问题。打印完成的血管雏形在营养液中培养时，水凝胶作为“临时支架”能维持管状结构并允许营养渗透；当血管生长到一定阶段后，水凝胶自然降解或消融，留下完全由活细胞构成、能融入人体循环的新生血管……整个过程恰似用光影在微观世界“编织”生命运输线，兼具工程精密与生命生长的神奇。

　　“3D打印过程中，光像一把精准的手术刀，划定哪里该凝固、哪里该留白，水凝胶里的细胞就顺着光的轨迹安家。”游尚挺说，这种融合了光学精准性与生物活性的技术，融合了自己本科阶段在浙江大学学习光学工程专业的背景和在加州大学圣地亚哥分校（UCSD）攻读博士时专心于纳米工程的研究积累，将二者巧妙地编织成了“光学搭骨架、纳米赋活性”跨界创新的纽带：通过光构建三维结构并用纳米材料修饰使水凝胶具备“感知”细胞需求的能力，可按需释放生长因子，使打印组织的细胞存活率较传统方法有了大幅提升。

　　交叉背景 实现学术深度与应用温度并蓄

　　近年来，游尚挺在《Science Advances》《Additive Manufacturing》等生物医学工程领域权威期刊发表多篇论文，其钻研的技术路线不仅实现了光学工程与纳米工程的深度交叉，更构建起从基础研究到临床转化的全链条布局，被国际同行评价为“生物制造领域的范式创新”。在他看来，生物3D打印这一前沿领域的核心竞争力，从来不止于生物材料或细胞技术，更在于能精准实现“生物功能”的打印设备。因此，自主研发打印器材也是科研攻关的核心一环。

　　在游尚挺的生物3D打印实验室里，拥有自主知识产权的生物3D打印机承载着“人体零件”从结构复刻到功能再生的突破野心。“我们在实验室打印出形态逼真的组织框架，它们最终会成为能呼吸、能代谢、能像天然器官一样履行使命的活的结构。”游尚挺说。

　　这种对功能优先的极致追求，早在他的科研生涯初期就已显现。事实上，在加州大学圣地亚哥分校（UCSD）从事博士后研究期间，游尚挺就作为共同第一作者参与开发高通量生物3D打印机，实现了30分钟内完成96孔板人体组织样本的打印。面对传统挤出式生物打印每孔需数小时的局限，他与团队通过并行光固化技术将时间压缩至10秒/孔，效率提升近千倍。这一突破不仅为药物筛选研究提供了高效工具，更打破了“快速打印必然牺牲结构精度与细胞活性”的行业认知，证明了光控技术在平衡效率与功能上的独特优势。

　　生物3D打印本身就涉及光学、机械、电控、算法、生物医学等多个学科，而学科碰撞的火花，让中国科大在微观世界的“生命建造”迸发前所未有的生命力。近年来，学校在激光微纳打印、光控生物打印等技术上持续突破迭代，正加速推动医学研究从替代治疗迈向再生治疗。目前，游尚挺正带领团队在生物3D打印与组织工程、光学3D微纳制造、智能生物医疗器件和微生理系统等领域展开系统性攻关。在他看来，中国生物3D打印研究与全球最先进水平并跑，而扎根基础研究又紧贴临床需求的前沿技术，终将助力中国抢占全球生物制造的战略高地。

　　校地同频 让海内外学术“时区”无缝衔接

　　通常情况下，海归研究者回国发展，在科研环境、学术体系、资源对接等方面需要完成从“海外模式”到“本土模式”的切换。这个过程往往需要数月甚至数年。但让游尚挺意外的是，从海外归国，自己在不同学术“时区”的磨合时间并没有想象中那么久。“我是直接拎包入驻，马上就开始了科研。”游尚挺说。

　　一入职就获得独立的实验室，还是半装修好的，不需要投入太多时间和经费就能快速启动研究……中国科大苏州高研院“拎包入驻”式的科研条件，让游尚挺省去了从选址、设计到采购仪器、搭建系统的流程，将精力集中在核心攻关上。无缝衔接的背后，是学校对人才需求的精准预判，也让游尚挺体验了一把“本土模式”的高效。“当初回国发展，选择加盟中国科大苏州高研院、选择苏州这个地方，现在看来是再正确不过的决定。”

　　他坦言，当初最看重的就是苏州学术硬环境与服务软生态的双重优势。中国科大苏州高研院的学科底蕴，决定了学校能匹配从基础研究到成果转化的全链条资源。而苏州的生物医药产业竞争力位居国内第一方阵，聚集的上下游企业、活跃的产学研氛围，更让研究有了“落地即生根”的土壤。“学校周边散落着企业，实验室里得出的数据，也许很快就能在附近找到验证和落地的场景。这种‘科研—产业’的零距离，将成为突破基础研究与产业应用壁垒的关键力量。”游尚挺说。

　　成功入选苏州青年科学家，游尚挺更感肩上责任之重，他的研究布局也有了更清晰的方向——在技术突破层面，将进一步整合资源，加大对生物3D打印核心技术与专用仪器的攻坚力度；在器官构建环节，依托国家重点研发计划项目，将带领团队聚焦心脑类器官等复杂模型的构建取得更大突破；在临床转化方面，将以骨、软骨、角膜、晶状体及牙齿等相对简单器官的临床应用为目标，细化各阶段的研究任务和时间节点。

　　尊重科研规律、培育创新生态，在苏州这片适配科研生长的土壤上，青年科学家游尚挺的规划正从蓝图走向实践，成为中国科大苏州高研院与苏州校地同频共振的生动注脚。

《苏州日报》2025年10月15日 A03版

苏报驻园区首席记者 董捷