徐弢博士：3D生物打印刻劃遠程醫(yī)療

　

接受采訪時，徐弢博士剛遠途出差回來,。在他位于廣州科學(xué)的辦公室里,，光線明亮,，窗外一片綠意,，一只黑色電腦包隨意放在辦公桌旁邊的地上。

這位細胞打印美國專利的所有者,，曾打印出一只動物心臟,。他以第一作者身份發(fā)表了世界上首篇學(xué)術(shù)性細胞打印論文，其首創(chuàng)的器官打印技術(shù)被美國《Business2.0》雜志評為“二十一世紀(jì)改變世界的六大技術(shù)之一”,。2001年徐弢赴美留學(xué),，8年后歸國創(chuàng)業(yè)，與師弟袁玉宇一起成立廣州邁普再生醫(yī)學(xué)科技有限公司(下稱“邁普公司”),。

從實驗室到成立公司,，徐弢說自己思維上最大的改變就是從以往的技術(shù)出發(fā)變成了現(xiàn)在從市場需求出發(fā)。目前,，邁普公司的3D打印硬腦膜補片和尿失禁懸吊帶兩種產(chǎn)品已經(jīng)上市,，個性化顱骨產(chǎn)品正在臨床階段，還有一款糖尿病足產(chǎn)品正在重點研發(fā),。

一張硬腦膜補片的商業(yè)化之路

大腦腦膜受損,，用一張類似膏藥的膜貼上，細胞自然爬升覆蓋,，最終受損處愈合,，所貼的膜在“功成身就”后自然降解。

這張神奇的“膏藥”是生物3D打印生產(chǎn)的硬腦(脊)膜補片(商品名為“睿膜”),，由邁普自主研發(fā),，是我國首款獲得中國食品藥品監(jiān)督管理總局(CFDA)批準(zhǔn)的生物3D打印產(chǎn)品。

相對于傳統(tǒng)技術(shù)生產(chǎn)的同類產(chǎn)品,，生物3D打印生產(chǎn)的硬腦(脊)膜補片因高度模擬自體腦膜的ECM(細胞外基質(zhì))微觀結(jié)構(gòu),，不僅能快速促進自體細胞及血管定向、有序地生長爬行,，而且無任何化學(xué)殘留,、發(fā)熱及病毒傳染的風(fēng)險，一年后最終降解成水和二氧化碳,。

世界范圍內(nèi)使用睿膜的患者已有數(shù)萬例,，其中中國一萬余例。徐弢告訴《第一財經(jīng)日報》記者，強生,、美敦力等公司十幾年前就開始生產(chǎn)腦膜補片,，占據(jù)大量的市場份額,，而新生面孔睿膜之所以能切入這個市場,，是因為現(xiàn)有腦膜補片產(chǎn)品多為動物材料，而動物源的膠原蛋白類存在吸收過快,、有發(fā)熱風(fēng)險等缺陷,，日本甚至發(fā)生過一百多名患者因使用動物材料的腦膜補片而感染瘋牛病的事件。睿膜所使用的合成材料則避免了這些問題,�,！邦Ｄ�剛好適應(yīng)了此類產(chǎn)品升級換代的需要�,！毙鞆|說,。

現(xiàn)在聽來似乎睿膜的橫空出世十分順利，實則不然,。長達五六年的研發(fā)周期不談,，睿膜面世后的推廣也歷經(jīng)困難。徐弢的搭檔袁玉宇回憶,，他們第一次去國外參加全球最大,、規(guī)格最高的醫(yī)療器械展，因產(chǎn)品僅僅用塑料袋裝著,，他們一度被人誤認為是騙子,。5天飛5個國家去面見代理商的“空中飛人”日子也沒少體驗。

睿膜比動物材料的產(chǎn)品貴大概10%～20%,。徐弢認為,，對植入式醫(yī)療產(chǎn)品來說，其實價格并不那么敏感,，人們會因為質(zhì)量好而使用而并非因為便宜才使用,。因此睿膜走出國門并未自掉身價，其定價與主要競爭對手強生公司的價格是差不多的,。

睿膜目前已經(jīng)拿到歐洲,、中國、韓國等地的相關(guān)認證,，目前正在做美國的認證,。徐弢透露，一家業(yè)內(nèi)排名非�,？壳暗拿绹�公司已表示希望跟邁普在美國進行全面合作的意向,。

生物3D打印進化論

生物3D打印最早出現(xiàn)在上世紀(jì)90年代，最初是打印一些醫(yī)學(xué)模型，另外在牙科手術(shù)導(dǎo)板等方面有廣泛應(yīng)用,。過去20年,，生物3D打印的生物材料越來越豐富，涉及金屬,、陶瓷,、高分子甚至細胞等具有生命活性的物質(zhì)，創(chuàng)新應(yīng)用也層出不窮,。

孫偉教授以及清華大學(xué)生物制造創(chuàng)新團隊將生物3D打印技術(shù)按使用的生物材料的生物性能和產(chǎn)生時間分為四個層次：

一是制作幫助醫(yī)生進行手術(shù)分析的原型,，這是用無生物相容性要求的材料制成的，應(yīng)用包括3D打印醫(yī)療模型以及手術(shù)導(dǎo)板,。邁普公司櫥窗里陳列的數(shù)個3D打印的人腦模型就是此類產(chǎn)品,，這些逼真的模型是根據(jù)醫(yī)院提供的數(shù)據(jù)經(jīng)處理轉(zhuǎn)化為三維數(shù)據(jù)后并打印出來的，可以幫助醫(yī)生制定精確的手術(shù)計劃,。

二是采用生物相容性好,、非降解的材料制作永久植入體，最常用于骨等硬組織移植物,，但這類材料呈惰性,，與人體組織不發(fā)生反應(yīng)。

三是采用具有生物相容性且可以降解的材料制作組織工程支架,，并且植入支架可激活人體自主的修復(fù)機制,，達到一定程度的組織再生修復(fù)目的，如睿膜,。

四是采用活性細胞,、細胞外基質(zhì)、生長因子等,，模擬人體組織的天然結(jié)構(gòu),，進行可控有序組裝，制作具有生命功能的體外仿生三維生物結(jié)構(gòu)體,，應(yīng)用包括再生醫(yī)學(xué)中人體組織器官的替代修復(fù),，以及藥物篩選中細胞組織藥理模型等。這種層次即細胞及器官3D打印,，是現(xiàn)代意義上的生物3D打印,。

3D打印也是許多資本爭相追逐的領(lǐng)域。根據(jù)國際快速制造行業(yè)權(quán)威報告《Wohlers Report 2014》數(shù)據(jù),，2013年全球3D打印銷售收入達30.7億美元,，其中生物3D領(lǐng)域的應(yīng)用占13.7%，復(fù)合平均增長率為34.9%,。Wohlers公司預(yù)計,，未來3D打印產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)保持兩位數(shù)的增長速度，到2020年將達到210億美元的市場規(guī)模，其中生物3D打印增長勢頭更為強勁,。

生物3D打印的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品最早是2007年由意大利公司開發(fā)出來的髖臼杯,，該產(chǎn)品模擬骨小梁的微觀結(jié)構(gòu)，便于骨組織的長入,。大部分生物3D打印的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品都集中在骨科領(lǐng)域,。

徐弢解釋，骨頭的常見替代材料是鈦合金,，為使其與人體骨頭更匹配,，就需要降低鈦合金的強度,，就要在上面打一些孔使其成為蜂窩狀,，使用傳統(tǒng)的制造方法既耗時長成本又高，而3D打印則可以很好地解決這個問題,。
　
還有一塊意義重大的領(lǐng)域是細胞打印,。這也是徐弢此前重點研究的領(lǐng)域。目前,，世界上已有公司利用細胞打印的技術(shù)打印出肝臟,、腎臟等用作藥物試驗。對于此,，徐弢表示,，細胞打印的組織修復(fù)產(chǎn)品，雖然技術(shù)局部取得突破,，但目前各國都未有相關(guān)的注冊法規(guī),，對產(chǎn)品的評價還存在巨大挑戰(zhàn)，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用目前還未見報道,，預(yù)計產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用要15年甚至更長的時間,。

根據(jù)美國器官資源共享網(wǎng)絡(luò)(UNOS)公布的數(shù)據(jù)，目前美國每天有超過11萬人等待器官移植,，而捐贈人數(shù)只有0.7萬人;全世界大約每1.5小時就有一名需要進行器官移植的病人因等待而死亡,。據(jù)估算，中國每年對組織器官修復(fù)及移植的需求將超過1000萬例,，現(xiàn)有市場規(guī)模超過1000億元人民幣,。

是否可以利用3D生物打印技術(shù)打印出器官以緩解供體缺乏難題?徐弢說，理論上是可以的,，但還需要很長的時間才能轉(zhuǎn)化成實際應(yīng)用,。以打印心臟為例，心臟是人體最復(fù)雜的器官之一,，打印器官理論上需要把動物心臟細胞,，如心肌細胞、纖維細胞和血管細胞準(zhǔn)備培養(yǎng)好，經(jīng)過3D打印機噴涂,，為了保持細胞活性,，還要準(zhǔn)備特殊的培養(yǎng)器，提供氧氣,、控制溫度和合適的酸堿度,，保證細胞存活。因此,，上面所說的步驟只是從理論上來講,，現(xiàn)實中涉及到細胞的選擇、材料的選擇和生物因子的選擇,，每一個都是大課題,。

然而，一旦這個方向有所突破,，實現(xiàn)細胞打印對活體組織及器官的再造,，將是人類現(xiàn)代醫(yī)學(xué)歷史上的劃時代成果，引領(lǐng)一場醫(yī)療革命,。
來源：一財網(wǎng)