對話智塑健康張靖：醫(yī)療3D打印出個性化醫(yī)療服務

來源：億歐網(wǎng)作者：漆葉青

導讀：醫(yī)療3D打印,，是當前整個行業(yè)內(nèi)最熱門的細分領域之一，這個領域當前有著數(shù)十億美元的市場空間,。

如今,，3D打印已經(jīng)遠離了科幻色彩，被廣泛運用于成衣,、航天,、建筑、汽車,、醫(yī)療等多個領域,，也可能是3D打印出來的,！13年前，在這個市場遠未如此熱鬧的時候,，仍在清華大學物理系就讀本科的張靖就一腳跨入了這個領域,，隨后他“一條路走到黑”。

本科即進入清華機械系增材制造實驗室,，中國第一家3D打印實驗室,，碩士師從林峰教授，博士師從“3D打印建筑之父”美國工程院院士,、南加州大學Khoshnevis教授,，并于2017年在波士頓一手創(chuàng)辦了ZSFab, Inc. ，北京部為智塑健康科技發(fā)展有限公司,。當時吸引張靖選擇3D打印的就是離散堆積這種極致的美,，從點到線，進而到面和體,，突破了制造領域?qū)Φ氖�縛,，對成形能力做了重新的定義，今天,，他正致力于將所學應用醫(yī)學臨床,，提供個性化的精準醫(yī)療服務。

從宏觀來看,，醫(yī)療3D打印,，是當前整個行業(yè)內(nèi)最熱門的細分領域之一，這個領域當前有著數(shù)十億美元的市場空間,，已經(jīng)可以覆蓋從藥物到植入體,、從脊椎到關節(jié)、從批量患者匹配到疑難個性定制等不同應用領域,。而隨著技術的推進,，將來可以進一步打印出可降解材料、人體活性組織,、器官……甚至如同電視劇“西部世界”所描述,，《紐約客》所揚言，也許有一天人類可以“打印自我”

Fig.1 影視劇“西部世界”中人體的3D打印片段（Source: “West World”）

不過,，張靖也坦言,，醫(yī)療3D打印是一個高度復雜且交叉的領域，不僅需要掌握3D打印技術,，還需要醫(yī)療,、材料、算法等多領域知識的結合,，在他看來,，這一切都需要不斷學習,，同時這也離不開人才的支撐，“所以我們的團隊基本上是從麻省理工,、哈佛這邊發(fā)起的,，就是典型的一群‘學霸’”。

作為“學霸”團隊的核心成員之一,，在與億歐的交流過程中,，張靖有著技術創(chuàng)業(yè)者典型的務實特征，不盲從于技術的狂熱,，尊重數(shù)據(jù)和實時,，從應用需求的角度出發(fā)。為此,，張靖及其團隊已經(jīng)與中美超過70家醫(yī)療機構,、300多名醫(yī)療人員進行了一對一的深入交流，真實了解行業(yè)的所需,。

據(jù)其介紹,，目前智塑健康最主要的精力和成本都在研發(fā)以及與醫(yī)療機構的合作上，“我們要在生產(chǎn)過程的每一個階段實現(xiàn)最優(yōu)化的設計,，產(chǎn)品審批上市后會在渠道上有更大的投入”,。

3D打印出千億商機
3D打印是增材制造的另一種說法，它是以數(shù)字模型為基礎,，將材料逐層堆積制造出實體物品的新興制造技術,。在所適用的領域，增材制造可節(jié)約制造材料和加工時間,，制作形態(tài)萬千的物品,，實現(xiàn)制造的個性化和定制化。

張靖以建房子作為類比具體解釋道,，“建房子前我們會有一個藍圖設計,，之后再按照藍圖通過水泥、混凝土把一磚一瓦堆疊上去,，投射到3D打印，這些原材料被換作基礎粉末,，再利用電子束,、激光束將其融化后，按照模型把這個三維物體打印出來”,。

嚴格意義上來說,，3D打印技術并非什么新事物，一般認為,，1983年第一個專利的誕生標志著3D打印的起源,，,，1986年，3D Systems公司推出世界上第一臺3D工業(yè)打印機,，才標志著3D打印技術真正實現(xiàn)商業(yè)化,。

在之后的發(fā)展中，這一行業(yè)時冷時熱,。

2019年10月22日,，在“直通烏鎮(zhèn)”全球互聯(lián)網(wǎng)大賽總決賽上，3D打印公司LuxCreo清鋒時代獲得大賽冠軍,。這家成立于2016年的年輕公司,，開發(fā)出的極速液態(tài)成型3D打印技術，可現(xiàn)場直接打印出一個傳統(tǒng)工藝無法一次成型的結構復雜的網(wǎng)格球,。

同月,，專攻數(shù)字化齒科3D打印機的迅實科技也得到辰德資本和遠毅資本的青睞，拿到過億人民幣的B輪融資,，并宣布融資所得將繼續(xù)專注齒科領域數(shù)字化產(chǎn)品的研發(fā)和市場拓展,。

一時間，3D打印這個沉寂了一段時間的市場似乎再度被催熱,。張靖也有類似的感觸——過去四五年間,，對3D打印這種新技術的崇拜逐漸冷靜，不管是普通用戶還是公司,，都開始更加聚焦在其價值發(fā)揮上,，而隨著3D打印真實解決了一些問題，行業(yè)內(nèi)聲音又多了起來,。

根據(jù)南極熊3D打印網(wǎng)發(fā)布的《2018年全球3D打印投融資報告》,，2018年全球3D打印行業(yè)投資總額超過203億元人民幣，其中國內(nèi)投資總額超過18億元人民幣,，國外投資額超過27億美元,，較之2017年，投資總額增加了約128億元人民幣,，國內(nèi)投資總額翻倍,。

獨立咨詢機構沃勒斯則在2019年發(fā)布的3D打印產(chǎn)業(yè)年度報告中預測，到2020年,，3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望達到158億美金,，2022年可能會爬升至239億美金，2024年則有可能達到356億美金,。

常年往返于中美,，張靖對于國內(nèi)外3D打印行業(yè)的發(fā)展也有清晰的認知.在他看來，中國3D打印市場略微滯后于歐美市場，“歐美大約2010年3D打印就火起來了,，2014年2月達到股市的巔峰,，到2014年底相關公司股價已經(jīng)腰斬，2015年的基本上已經(jīng)跌的很慘了,，但中國3D打印市場是這個時候還在升溫之中,。”其向億歐表示,。

個性化醫(yī)療的想象空間
縱觀目前整個3D打印市場,，其應用范圍非常廣泛，從工業(yè)至消費,，都可以看到3D打印的身影,，例如，Nike所開發(fā)的3D打印編織物的跑鞋,，在面世之后,，有多名運動員使用該跑鞋打破了世界紀錄，以至于世界田聯(lián)需要發(fā)文禁止該鞋在比賽中的應用,。張靖開玩笑的說,，“將來我們的產(chǎn)品也要做到，凡是植入了智塑健康產(chǎn)品的運動員,，都禁止以這種不公平的優(yōu)勢參與比賽”

不過,，現(xiàn)今最熱門的領域之一當屬醫(yī)療3D打印。有業(yè)內(nèi)專家表示,，作為3D打印技術走向商業(yè)化的主要落地場景,，醫(yī)療領域本身的發(fā)展勢頭就十分積極，當二者相互碰撞結合,，將釋放出龐大的市場空間,。

按照當前的發(fā)展速度，到2030年,，3D打印醫(yī)療市場規(guī)模將有望超過60億美元,，并保持16%以上的高速復合年增長率；而在國內(nèi)市場,，進口替代的進程中,，這一數(shù)值將遠超世界平均速度。

2019年4月15日,，以色列特拉維夫大學（Tel Aviv Univerdity）宣布該學校實驗室3D打印出了一顆“心臟”,。這顆心臟不僅僅只是外形，它有細胞,，有血管，也有其他支撐結構,，它甚至可以像心臟一樣收縮,。

一夜之間,，“3D打印器官”仿佛觸手可及，器官移植供體緊缺似乎也不再是問題,，但冷靜下來會發(fā)現(xiàn)：這個“心臟”很小,，并非人類尺寸；血管系統(tǒng)并不完整,，毛細血管未被打印出來,；采用凝膠粘結，不具備所需的強度,，換言之此“心臟”尚不具備泵血等心臟所需生理功能,。

目前3D打印市場遠未進化到這一階段，張靖向億歐表示,，目前3D打印在醫(yī)療領域比較引人注目的市場在于骨科植入物,，“過去針對一些需要關節(jié)置換的患者，醫(yī)院提供的是標準化產(chǎn)品,，但通過3D打印可以實現(xiàn)患者匹配的定制”,，而這，正是智塑健康的優(yōu)勢之一所在,。

“所謂標準化產(chǎn)品,，就像買鞋子一樣，只能去試那樣幾個型號,，但DNA其實決定了每個人的指紋,、瞳孔、骨骼都是獨一無二的,，而在患病時病情通常也是獨一無二的,，所以在進行植入體置換時最有效的方式其實時量身定制�,！睆埦妇唧w解釋道,。

過去，患者為了適應這些標準化產(chǎn)品,，不得不忍受不少痛苦,，如，削去不必要的健康骨骼,；并且,，往往，植入體在植入10年,、15年后要進行翻修,，以往會出現(xiàn)這樣的情況：患者在削去過多的健康骨骼后已無足夠的骨量來進行翻修——通過3D打印，這些問題可以避免。

在利用3D打印做產(chǎn)品的時候,，形狀定制只是第一步,，更重要的還在于性能定制，張靖表示,，“每個人的骨頭性能都不一樣,，舉個極端的例子，有些人的骨頭可能像雞蛋一樣,、有些人則像石頭一樣,，有些人則像鋼鐵一樣，在進行植入體設計時,，在同樣利用鈦合金這一材料時,，要充分考慮他們的差別，通過設計多孔結構設計改變其內(nèi)部結構,，促進骨長入,，植入體和人體也更易合為一體，既提升植入體壽命,，也降低患者的疼痛感,。”

據(jù)其介紹,，從安全和市場角度考慮,，智塑健康當前主要針對脊椎在開發(fā)相關產(chǎn)品，相關產(chǎn)品從安全性上已經(jīng)可以運用在人體上,，當前正在等待美國FDA的審批,，之后審批上市后才會進行大規(guī)模的商業(yè)推廣，公司現(xiàn)今主要的投入都在研發(fā)上,；而所開發(fā)的算法,，可以即刻應用在關節(jié)類等其他產(chǎn)品之上。

列國混戰(zhàn)的藍海
既有中美兩國的教育背景,，而今,，又有中美兩國的聯(lián)合創(chuàng)業(yè)背景，張靖時常會被人問起在美國創(chuàng)業(yè)的感受,，以及美國創(chuàng)業(yè)環(huán)境與國內(nèi)的差異,。張靖坦言，“最開始確實比較累,，要協(xié)調(diào)中美兩邊的團隊,，有時候一個月要飛至少1次甚至更多”。

而今,，隨著中美團隊彼此的交流機制建立,，各方面的配合更加順暢默契,。張靖認為，兩地聯(lián)合創(chuàng)業(yè)反而是對效率很大的一個提升,，他戲稱由于波士頓與北京時差剛好為12小時（冬天為13小時）,，團隊相當于一天24小時都在工作。

據(jù)介紹,，目前智塑健康團隊在中國主要是開展動物試驗、臨床試驗,、與醫(yī)生交流等工作,，將算法團隊形成的算法進行具體實現(xiàn)，“總體來說,，目前中國這塊的成本會比美國低一些,，效率會高一些”。

波士頓是全球醫(yī)療,、藥品,、器械最活躍的區(qū)域之一，把公司設在這個地方,，可以自然而然地接觸到全球最高水準的醫(yī)療水平,，目前智塑健康與哈佛大學醫(yī)學院、麻省總醫(yī)院,、康奈爾醫(yī)學院等醫(yī)療機構保持頻繁溝通,。

除了與這些國家頂尖院校合作，波士頓本就以其優(yōu)勢的醫(yī)療資源吸引著全世界的醫(yī)學人才,，“很多國內(nèi)醫(yī)院的院長,、科室主任、主治醫(yī)生都會來這邊交流,、進修,，在這個過程中，我們也可以和這些醫(yī)生建立比較好的聯(lián)系“

在充分利用中美兩地優(yōu)勢資源的同時,，張靖也深刻地感受到,，中美兩地醫(yī)療器械市場的差異——在美國，整個市場被強生,、美敦力等大公司瓜分殆盡,，在大部分醫(yī)生還是醫(yī)學院學生時他們就會進行比較充分的市場教育，而在國內(nèi),，這一切都比較薄弱,。

他把當前中國的醫(yī)療器械市場形容為“春秋戰(zhàn)國時期的列國混戰(zhàn)“，“中國目前有一些不錯的公司,，但沒有一個大的器械公司,，有些上市公司盡管市值已經(jīng)五六十億,，但和美敦力、強生之類銷售額上百億美金的公司比起來,，依然不在一個量級”,。

不過，張靖也認為,，這樣的市場環(huán)境也給智塑健康帶來了機遇,。與此同時，國家強調(diào)醫(yī)療器械“進口替代“,，“肯定是用好的產(chǎn)品來替代,，不能用差的產(chǎn)品替代”，因此,，在他看來,，這既是一個缺口，也是一個很好的歷史契機,。