對(duì)話智塑健康張靖：醫(yī)療3D打印出個(gè)性化醫(yī)療服務(wù)

來(lái)源：億歐網(wǎng)作者：漆葉青

導(dǎo)讀：醫(yī)療3D打印，是當(dāng)前整個(gè)行業(yè)內(nèi)最熱門的細(xì)分領(lǐng)域之一,，這個(gè)領(lǐng)域當(dāng)前有著數(shù)十億美元的市場(chǎng)空間,。

如今，3D打印已經(jīng)遠(yuǎn)離了科幻色彩,，被廣泛運(yùn)用于成衣,、航天、建筑,、汽車,、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域,，也可能是3D打印出來(lái)的！13年前,，在這個(gè)市場(chǎng)遠(yuǎn)未如此熱鬧的時(shí)候,，仍在清華大學(xué)物理系就讀本科的張靖就一腳跨入了這個(gè)領(lǐng)域，隨后他“一條路走到黑”,。

本科即進(jìn)入清華機(jī)械系增材制造實(shí)驗(yàn)室,，中國(guó)第一家3D打印實(shí)驗(yàn)室，碩士師從林峰教授,，博士師從“3D打印建筑之父”美國(guó)工程院院士,、南加州大學(xué)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(dāng)時(shí)吸引張靖選擇3D打印的就是離散堆積這種極致的美，從點(diǎn)到線,，進(jìn)而到面和體,，突破了制造領(lǐng)域?qū)Φ氖�縛，對(duì)成形能力做了重新的定義,，今天,，他正致力于將所學(xué)應(yīng)用醫(yī)學(xué)臨床，提供個(gè)性化的精準(zhǔn)醫(yī)療服務(wù),。

從宏觀來(lái)看,，醫(yī)療3D打印，是當(dāng)前整個(gè)行業(yè)內(nèi)最熱門的細(xì)分領(lǐng)域之一,，這個(gè)領(lǐng)域當(dāng)前有著數(shù)十億美元的市場(chǎng)空間,，已經(jīng)可以覆蓋從藥物到植入體、從脊椎到關(guān)節(jié),、從批量患者匹配到疑難個(gè)性定制等不同應(yīng)用領(lǐng)域,。而隨著技術(shù)的推進(jìn)，將來(lái)可以進(jìn)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(yáng)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(guò),，張靖也坦言，醫(yī)療3D打印是一個(gè)高度復(fù)雜且交叉的領(lǐng)域,，不僅需要掌握3D打印技術(shù),，還需要醫(yī)療、材料、算法等多領(lǐng)域知識(shí)的結(jié)合,，在他看來(lái),，這一切都需要不斷學(xué)習(xí)，同時(shí)這也離不開人才的支撐,，“所以我們的團(tuán)隊(duì)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(xué)霸’”,。

作為“學(xué)霸”團(tuán)隊(duì)的核心成員之一，在與億歐的交流過(guò)程中,，張靖有著技術(shù)創(chuàng)業(yè)者典型的務(wù)實(shí)特征,，不盲從于技術(shù)的狂熱，尊重?cái)?shù)據(jù)和實(shí)時(shí),，從應(yīng)用需求的角度出發(fā),。為此，張靖及其團(tuán)隊(duì)已經(jīng)與中美超過(guò)70家醫(yī)療機(jī)構(gòu),、300多名醫(yī)療人員進(jìn)行了一對(duì)一的深入交流,，真實(shí)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(jī)構(gòu)的合作上,，“我們要在生產(chǎn)過(guò)程的每一個(gè)階段實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的設(shè)計(jì)，產(chǎn)品審批上市后會(huì)在渠道上有更大的投入”,。

3D打印出千億商機(jī)
3D打印是增材制造的另一種說(shuō)法,，它是以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，將材料逐層堆積制造出實(shí)體物品的新興制造技術(shù),。在所適用的領(lǐng)域,，增材制造可節(jié)約制造材料和加工時(shí)間，制作形態(tài)萬(wàn)千的物品,，實(shí)現(xiàn)制造的個(gè)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(huì)有一個(gè)藍(lán)圖設(shè)計(jì),，之后再按照藍(lán)圖通過(guò)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(chǔ)粉末,，再利用電子束、激光束將其融化后,，按照模型把這個(gè)三維物體打印出來(lái)”,。

嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)，3D打印技術(shù)并非什么新事物,，一般認(rèn)為,，1983年第一個(gè)專利的誕生標(biāo)志著3D打印的起源,，，1986年,，3D Systems公司推出世界上第一臺(tái)3D工業(yè)打印機(jī),，才標(biāo)志著3D打印技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

在之后的發(fā)展中，這一行業(yè)時(shí)冷時(shí)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(shí)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(shù),，可現(xiàn)場(chǎng)直接打印出一個(gè)傳統(tǒng)工藝無(wú)法一次成型的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)格球,。

同月，專攻數(shù)字化齒科3D打印機(jī)的迅實(shí)科技也得到辰德資本和遠(yuǎn)毅資本的青睞,，拿到過(guò)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(lǐng)域數(shù)字化產(chǎn)品的研發(fā)和市場(chǎng)拓展。

一時(shí)間,，3D打印這個(gè)沉寂了一段時(shí)間的市場(chǎng)似乎再度被催熱,。張靖也有類似的感觸——過(guò)去四五年間，對(duì)3D打印這種新技術(shù)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(jià)值發(fā)揮上，而隨著3D打印真實(shí)解決了一些問(wèn)題,，行業(yè)內(nèi)聲音又多了起來(lái),。

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(bào)告》，2018年全球3D打印行業(yè)投資總額超過(guò)203億元人民幣,，其中國(guó)內(nèi)投資總額超過(guò)18億元人民幣,，國(guó)外投資額超過(guò)27億美元，較之2017年,，投資總額增加了約128億元人民幣,，國(guó)內(nèi)投資總額翻倍。

獨(dú)立咨詢機(jī)構(gòu)沃勒斯則在2019年發(fā)布的3D打印產(chǎn)業(yè)年度報(bào)告中預(yù)測(cè),，到2020年,，3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望達(dá)到158億美金，2022年可能會(huì)爬升至239億美金,，2024年則有可能達(dá)到356億美金,。

常年往返于中美，張靖對(duì)于國(guó)內(nèi)外3D打印行業(yè)的發(fā)展也有清晰的認(rèn)知.在他看來(lái)，中國(guó)3D打印市場(chǎng)略微滯后于歐美市場(chǎng),，“歐美大約2010年3D打印就火起來(lái)了,，2014年2月達(dá)到股市的巔峰，到2014年底相關(guān)公司股價(jià)已經(jīng)腰斬,，2015年的基本上已經(jīng)跌的很慘了,，但中國(guó)3D打印市場(chǎng)是這個(gè)時(shí)候還在升溫之中�,！逼湎騼|歐表示,。

個(gè)性化醫(yī)療的想象空間
縱觀目前整個(gè)3D打印市場(chǎng)，其應(yīng)用范圍非常廣泛,，從工業(yè)至消費(fèi),，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(yùn)動(dòng)員使用該跑鞋打破了世界紀(jì)錄,，以至于世界田聯(lián)需要發(fā)文禁止該鞋在比賽中的應(yīng)用。張靖開玩笑的說(shuō),，“將來(lái)我們的產(chǎn)品也要做到,，凡是植入了智塑健康產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)員，都禁止以這種不公平的優(yōu)勢(shì)參與比賽”

不過(guò),，現(xiàn)今最熱門的領(lǐng)域之一當(dāng)屬醫(yī)療3D打印,。有業(yè)內(nèi)專家表示，作為3D打印技術(shù)走向商業(yè)化的主要落地場(chǎng)景,，醫(yī)療領(lǐng)域本身的發(fā)展勢(shì)頭就十分積極,，當(dāng)二者相互碰撞結(jié)合，將釋放出龐大的市場(chǎng)空間,。

按照當(dāng)前的發(fā)展速度,，到2030年，3D打印醫(yī)療市場(chǎng)規(guī)模將有望超過(guò)60億美元,，并保持16%以上的高速?gòu)?fù)合年增長(zhǎng)率,；而在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，進(jìn)口替代的進(jìn)程中,，這一數(shù)值將遠(yuǎn)超世界平均速度,。

2019年4月15日，以色列特拉維夫大學(xué)（Tel Aviv Univerdity）宣布該學(xué)校實(shí)驗(yàn)室3D打印出了一顆“心臟”,。這顆心臟不僅僅只是外形,，它有細(xì)胞，有血管，也有其他支撐結(jié)構(gòu),，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(wèn)題,，但冷靜下來(lái)會(huì)發(fā)現(xiàn)：這個(gè)“心臟”很小，并非人類尺寸,；血管系統(tǒng)并不完整,，毛細(xì)血管未被打印出來(lái)；采用凝膠粘結(jié),，不具備所需的強(qiáng)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(chǎng)遠(yuǎn)未進(jìn)化到這一階段,，張靖向億歐表示,，目前3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域比較引人注目的市場(chǎng)在于骨科植入物，“過(guò)去針對(duì)一些需要關(guān)節(jié)置換的患者,，醫(yī)院提供的是標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品,，但通過(guò)3D打印可以實(shí)現(xiàn)患者匹配的定制”，而這,，正是智塑健康的優(yōu)勢(shì)之一所在,。

“所謂標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，就像買鞋子一樣,，只能去試那樣幾個(gè)型號(hào),，但DNA其實(shí)決定了每個(gè)人的指紋、瞳孔,、骨骼都是獨(dú)一無(wú)二的,，而在患病時(shí)病情通常也是獨(dú)一無(wú)二的，所以在進(jìn)行植入體置換時(shí)最有效的方式其實(shí)時(shí)量身定制,�,！睆埦妇唧w解釋道。

過(guò)去,，患者為了適應(yīng)這些標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行翻修,，以往會(huì)出現(xiàn)這樣的情況：患者在削去過(guò)多的健康骨骼后已無(wú)足夠的骨量來(lái)進(jìn)行翻修——通過(guò)3D打印，這些問(wèn)題可以避免,。

在利用3D打印做產(chǎn)品的時(shí)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(gè)人的骨頭性能都不一樣，舉個(gè)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(jìn)行植入體設(shè)計(jì)時(shí),，在同樣利用鈦合金這一材料時(shí)，要充分考慮他們的差別,，通過(guò)設(shè)計(jì)多孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu),，促進(jìn)骨長(zhǎng)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(chǎng)角度考慮,，智塑健康當(dāng)前主要針對(duì)脊椎在開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品,，相關(guān)產(chǎn)品從安全性上已經(jīng)可以運(yùn)用在人體上，當(dāng)前正在等待美國(guó)FDA的審批,，之后審批上市后才會(huì)進(jìn)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(yīng)用在關(guān)節(jié)類等其他產(chǎn)品之上,。

列國(guó)混戰(zhàn)的藍(lán)海
既有中美兩國(guó)的教育背景，而今,，又有中美兩國(guó)的聯(lián)合創(chuàng)業(yè)背景,，張靖時(shí)常會(huì)被人問(wèn)起在美國(guó)創(chuàng)業(yè)的感受，以及美國(guó)創(chuàng)業(yè)環(huán)境與國(guó)內(nèi)的差異,。張靖坦言,，“最開始確實(shí)比較累，要協(xié)調(diào)中美兩邊的團(tuán)隊(duì),，有時(shí)候一個(gè)月要飛至少1次甚至更多”,。

而今,，隨著中美團(tuán)隊(duì)彼此的交流機(jī)制建立，各方面的配合更加順暢默契,。張靖認(rèn)為,，兩地聯(lián)合創(chuàng)業(yè)反而是對(duì)效率很大的一個(gè)提升，他戲稱由于波士頓與北京時(shí)差剛好為12小時(shí)（冬天為13小時(shí)）,，團(tuán)隊(duì)相當(dāng)于一天24小時(shí)都在工作,。

據(jù)介紹，目前智塑健康團(tuán)隊(duì)在中國(guó)主要是開展動(dòng)物試驗(yàn),、臨床試驗(yàn),、與醫(yī)生交流等工作，將算法團(tuán)隊(duì)形成的算法進(jìn)行具體實(shí)現(xiàn),，“總體來(lái)說(shuō),，目前中國(guó)這塊的成本會(huì)比美國(guó)低一些，效率會(huì)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(shè)在這個(gè)地方,，可以自然而然地接觸到全球最高水準(zhǔn)的醫(yī)療水平，目前智塑健康與哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院,、麻省總醫(yī)院,、康奈爾醫(yī)學(xué)院等醫(yī)療機(jī)構(gòu)保持頻繁溝通。

除了與這些國(guó)家頂尖院校合作,，波士頓本就以其優(yōu)勢(shì)的醫(yī)療資源吸引著全世界的醫(yī)學(xué)人才,，“很多國(guó)內(nèi)醫(yī)院的院長(zhǎng)、科室主任,、主治醫(yī)生都會(huì)來(lái)這邊交流,、進(jìn)修，在這個(gè)過(guò)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(shì)資源的同時(shí),，張靖也深刻地感受到，中美兩地醫(yī)療器械市場(chǎng)的差異——在美國(guó),，整個(gè)市場(chǎng)被強(qiáng)生,、美敦力等大公司瓜分殆盡，在大部分醫(yī)生還是醫(yī)學(xué)院學(xué)生時(shí)他們就會(huì)進(jìn)行比較充分的市場(chǎng)教育,，而在國(guó)內(nèi),，這一切都比較薄弱。

他把當(dāng)前中國(guó)的醫(yī)療器械市場(chǎng)形容為“春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的列國(guó)混戰(zhàn)“,，“中國(guó)目前有一些不錯(cuò)的公司,，但沒(méi)有一個(gè)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(qiáng)生之類銷售額上百億美金的公司比起來(lái),，依然不在一個(gè)量級(jí)”。

不過(guò),，張靖也認(rèn)為,，這樣的市場(chǎng)環(huán)境也給智塑健康帶來(lái)了機(jī)遇。與此同時(shí),，國(guó)家強(qiáng)調(diào)醫(yī)療器械“進(jìn)口替代“,，“肯定是用好的產(chǎn)品來(lái)替代，不能用差的產(chǎn)品替代”,，因此,，在他看來(lái)，這既是一個(gè)缺口,，也是一個(gè)很好的歷史契機(jī),。