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生物打印 开启生物“炼金术”的大门

2015-07-23 11:19
小伊琳
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  对于3D打印在医学领域的应用,曾有人提出“3D打印生命阶梯”的大胆设想。如今,这一设想在资本、人才、科技三位一体的协同努力下,正逐渐变为现实。从无生命的假肢这一阶梯底层;到简单的活性组织,如骨与软骨;简单组织之上将是静脉和皮肤;最靠近阶梯顶层的将是复杂且关键的器官,如心脏、肝脏和大脑;而生命阶梯的顶层将是完整的生命单位。

  业内3D打印顶尖咨询机构Wohlers预测,2019年全球3D打印市场规模将达到60亿美元,其中在医疗方面的应用市场份额占15.1%,位居第三位;市场研究机构LuxResearch分析师认为,3D打印技术在医疗行业将被迅速采用,预测2025年该市场达到19亿美元,折合人民币超百亿元。

  又一个巨大蓝海,一贯嗅觉灵敏、富有想象力的资本自然不会错过。今年初开始,这种“念想”日益清晰地体现于蓝光发展、先临三维、银禧科技和光韵达等挂牌或上市公司,携顶级技术研发团队,涉足 3D生物医学打印这片新蓝海。

  尤其是在诸如牙科、骨科领域的发展已经得到切实落地。比如德国Concept Laser公司亚太区经理 GARY Ding告之:“在中国基本上每天都有3000多颗假牙在用3D打印做成。”中国工程院院士戴戎也说,“3D打印在医疗的应用,骨科是个很好的切入点。“由于所具有的快速性、准确性及擅长制作复杂形状实体的特性,生物医疗3D打印在医学领域应用前景特别巨大。“3D打印的定制性对于骨科个体化治疗、康复辅具是个福音。” 戴戎说。在最近举行的成都3D打印世界技术产业大会的专题演讲中,戴戎展示了为患者做全胯置换手术等3D打印在国内骨科应用的多个临床案例。背景资料显示,3D打印“骨骼”技术在国内已经于2013年被正式批准进入临床观察阶段。

  但正如文章开头所说,打印假牙、假肢等无生命特征的假体,还属于3D打印在医学中的最底层应用。真正高阶层的3D生物打印针对的是具有生命活性的细胞、组织、器官的打印。

  可喜的是,尽管当下3D打印的医学临床应用不过“小荷才露尖尖角”,3D生物打印器官的难度更不亚于“人类的另一个登月项目”,但这并不妨碍人们对开拓这个领域倾注更多热情。顺应国内鼓励科技创新的时代潮流,以蓝光发展为代表的一批或跨界或主营高科技、国际化路线的公司,正在对科技含量最高阶层的活性生物打印领域展开雄心勃勃的开拓。其中,蓝光发展控股子公司蓝光英诺建立首期投资额不超过5000万元的3D生物打印产业化基地,并与四川大学华西医院以“再生与重建的3D打印”为主题,开展以临床应用产品为导向的工程技术战略合作。今年4月底,该公司公告对3D生物打印项目追加投资1.65亿元。相关负责人透露,目前在软件平台、生物墨汁和3D生物打印机三大核心领域上均已取得突破进展。

  素有“新三板3D打印第一股”之称的先临三维也在加快布局节奏。今年5月中旬,该公司公告为控股子公司捷诺飞(持股55%)拟整体作价3亿元,增发不超过10%的股权,融资不超过3000万元,用于生物材料和细胞3D打印技术的升级研发及产业化和生物医学3D打印制造服务中心建设,并拟择机股改,考虑将来单独上市。早于2013年,捷诺飞领军人、杭州电子科技大学教授徐铭恩率领团队国内首个研制成功“Regenovo”生物3D打印机,目前更新至第四代,并已提供基于3D打印的药物开发服务等医学应用。此前已开始3D打印新材料开发的银禧科技,高层也公开表示,预计于今年下半年推出PEEK材料用于医疗等领域如骨骼植入等。

  “当3D打印与医学影像建模、仿真技术结合之后,就能够在人工假体、植入体、人工组织器官的制造方面产生巨大的推动效应。” 四川蓝光3D生物打印研究院院长、四川蓝光英诺生物科技股份有限公司首席科学家兼首席执行官、美国毒理科学院院士康裕建说,“3D打印改变了传统医疗手术模式,比如以3D立体更为直观的形式,为医患双方提供术前规划与沟通,复杂手术的术前模拟和术中导航等,这些都将提高手术的成功率。因为直接取材于人体活性干细胞,人体排他性不复存在,以活性细胞为特征的3D生物打印,还将大幅提高医药研究和开发的进程,术后恢复等环节也将变得更为顺畅。”

  未来医疗发展的长远目标——个性化与精准化治疗,正在朝我们走来。“3D打印是解决健康产业个性化需求和规模化制造这对矛盾的方案之一。” 康裕建说,个性化、小批量和高精度等3D打印技术的优势,未来有望得到充分发挥。捷诺飞教授徐铭恩也表示,“3D打印在提升现有医疗技术水平,比如个性化医疗方面,会大有作为。相信未来在打印人工器官方面也会有所突破,帮助解决器官缺损等问题,提高人类寿命。”今年4月1日,全球知名3D生物打印技术公司Organovo已经在波士顿公布了世界上第一个3D生物打印全细胞肾组织的数据。

  由此可以想见,尽管目前真正的高阶层3D生物打印还处于初步研发阶段,但至少在个性化与精准治疗领域,3D打印在中国具有广阔发展空间。

  Tips:目前医疗行业3D打印技术共分三个主要应用领域:

  一、无需留在体内的医疗器械,包括医疗模型、诊疗器械、康复辅具、假肢、助听器、齿科、手术导板等;

  二、个性化永久植入物,使用钛合金、钴铬钼合金、生物陶瓷和高分子聚合物等材料通过3D打印骨骼、软骨、关节、牙齿等产品,通过手术植入人体;

  三、3D生物打印,即使用含细胞和生长因子的“生物墨水”,结合其他材料层层打印出产品,经体外和体内培育,形成有生理功能的组织结构。这项技术成功后,有望解决全球面临的移植组织或器官不足的难题。

 

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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