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3D打印使器官再造成为可能

2015-11-02 15:23生命时报字号:TT

10月25日,在数百名生物医学、健康医疗和智能制造等专业领域知名院士、专家、学者的见证下,蓝光发展旗下全资子公司四川蓝光英诺生物科技股份有限公司在四川成都郑重宣布,具有完全自主知识产权、“国家高技术研究发展计划(863计划)”3D生物打印血管项目获得重大突破,3D生物血管打印机成功问世。

打印出有生物活性的产品   

“3D生物打印血管的突破性意义在于,蓝光英诺利用干细胞为核心的3D生物打印技术体系已经完备。其中包括医疗影像云平台、生物墨汁、3D生物打印机和打印后处理系统四大核心技术体系。这使得器官再造在未来成为可能。”四川蓝光发展股份有限公司董事长杨铿说。由蓝光英诺参与研发的3D生物打印血管项目入围“国家863计划”,科研时间为期三年,但仅一年半的时间就提前实现重大突破。   

不同于现有的3D生物打印机,3D生物血管打印机可以打印出血管独有的中空结构、多层不同种类细胞。其特性还包括:全球首个3D生物打印空间旋转平台、精确协同工作的双喷头打印技术、可视化的互动打印操作系统、喷头及环境控制系统……   

“构建任何器官,必不可少的元素便是给器官输送养分的血管,配合蓝光英诺的‘生物砖’技术,依靠云平台的数据模型支撑,我们借助3D生物血管打印机成功实现了血管再生。这是构建一切人造生物活性器官的基础。”中组部首批“千人计划”国家特聘专家、美国毒理科学院院士、国际再生医学研究应用与规范联盟主席、中国3D打印技术产业联盟生物医学3D打印理事会执行主席、蓝光英诺首席科学家康裕建教授在发布会上介绍说。   

3D生物打印的核心技术是生物砖,即一种新型的、精准的、具有仿生功能的干细胞培养体系。它以含种子细胞(干细胞、已分化细胞等)、生长因子和营养成分等组成的“生物墨汁”,结合其他材料层层打印出产品,经培育处理,形成有生理功能的组织结构。“3D生物打印不同于使用钛合金、生物陶瓷等原材料的工业3D打印,如打印假牙、假肢,甚至汽车、房屋等。两者的根本区别在于活性。3D生物打印是打印出含有细胞成分并有生物学活性的产品。”蓝光英诺董事长任东川说。

“技术+资本”引领蓝光英诺走向世界   

蓝光英诺3D生物打印技术,不仅得到了来自中国“国家863计划”的认可,发布会前夕,李克强总理出席、国家发改委主办、在北京中关村国家自主创新示范区举行的全国大众创业万众创新活动周上,四川蓝光英诺生物科技股份有限公司是唯一一家被四川成都高新区推荐参展的公司。   

蓝光发展董事长杨铿说:“在总理发出‘大众创业万众创新’的号召后,我就在想,科学家怎么创业?”为了3D生物打印技术的发展,杨铿创造性地设立了“核心技术+资本”、“科学家+企业家”的新型创业模式,赋予科学家股权,设立合伙人机制,为科学家提供创业平台。康裕建正是在这种模式下出任了蓝光英诺首席科学家和首席执行官。   

当时,作为中国西南地区最大房地产企业的负责人,杨铿经常受邀参加政府招商引资、投资洽谈活动。康裕建作为中组部首批“千人计划”国家特聘专家,被四川省政府引进作为四川华西医院客聘教授。在共同的平台上,两人有了多次交流。和所有房地产企业都在寻求转型一样,杨铿正在寻找新的投资蓝海。当时,为了解决血管内皮化、血管堵塞等问题,康裕建对3D打印展开了研究,干细胞+3D打印=3D生物打印的概念就此诞生。   

康裕建表示,凭借15年的积累和持续研究突破,他开创性地研发了“生物砖”技术,用于复制胚胎发育时期的各种微环境,将使干细胞在体外可以得到精确的定向分化控制,让器官打印成为可能,是器官再造的“钥匙”。

在“技术+资本”的合作模式下,另一名“千人计划”国家特聘专家、先后受聘于英国利兹大学和新加坡国立大学、英国机械工程师学会高级研究员周惠兴教授加入蓝光英诺,主研3D生物打印机开发。资本和技术,企业家和科学家就此走到一起。   

蓝光英诺已经和英国邓迪大学签约合作。世界微创手术奠基人、英国邓迪大学Alfred Cuschieri爵士表示,将在3D生物打印领域和蓝光英诺展开深度合作。他们还计划在纽约、香港、新加坡等地设立分支机构。   

搭建平台激发应用市场   

量子基金创始人、世界著名投资家罗杰斯专程飞赴成都参观、调研蓝光英诺3D生物打印项目。罗杰斯表示,“在美国乃至全球资本市场,3D概念、生物医药概念、智能制造概念一直是投资热点,而3D生物打印涵盖了以上多门学科,其高科技特性、生命科学概念必将成为未来投资重点。”   

中信建投研究员苏雪晶认为,3D生物打印将面临上千亿美元的市场。世界3D打印技术产业联盟秘书长罗军则在发布会现场表示,“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。3D生物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。”这个观点和出席发布会的中国工程院院士戴尅戎教授不谋而合,“3D生物打印的定制性对于个性化治疗是个福音。”   

以生物砖技术为核心的3D生物打印将在基础研究(3D细胞培养,胚胎学研究、细胞疾病模型)、临床应用(细胞治疗、诱导组织再生、诱导血管再生)、产业化应用(用药预测、损伤修复、再生医学、修复、替代病变组织和器官)等领域发挥突破性作用。任东川说,尤其是那些渴望创新性思维的医学机构,是蓝光英诺首选的合作目标。   

康裕建说:“借助3D生物打印和生物砖,直接取自人体干细胞,其生理和病理状态以及对药物的反应都最接近于人体,远远优于现有的二维细胞培养和动物实验。因此对新药研发、药敏筛查、药物毒性和安全性检测等诸多方面都可能优于现有的研究和检测系统,其结果也更加仿生、精准、安全、有效。”   

医疗影像云平台更是3D生物打印的前期应用市场。它可以衍生出3D看片系统,实现医患交互式看片、问诊系统。还可以帮助医院升级现有信息化系统,提升历史病历数字化能力和大数据挖掘能力,实现中小型医院远程会诊。 “医疗影像云平台还能在手术仿真、手术导航、术前模拟等方面发挥作用,提高手术成功率,减少真实手术时间,降低患者痛苦。同时,将医学病例存入数据库,不断优化医疗方案和手术流程,为智慧医疗奠定基础。”任东川说。   

蓝光英诺战略合作伙伴四川大学华西医院在3D影像系统的运用方面已有成功经验。该院骨科脊柱外科专业刘浩教授团队采用3D影像系统,为一名多节段颈椎间盘突出伴椎管狭窄的患者实施了颈椎椎板单开门椎管扩大成形术;2014年11月,该院血管外科袁丁博士与四川大学再生医学研究中心联合,利用蓝光英诺3D影像系统完成外围手术期评估,成功为一例复杂瘤颈腹主动脉瘤老年患者实施腹主动脉瘤覆膜支架腔内修复术(EVAR)。   

据杨铿介绍,中国首个A级医学影像数据云中心将在四川成都建成。“这个平台的建成不仅为3D生物打印提供可行的数字模型支撑,而且为精准医疗提供了解决未来发展瓶颈问题的有效工具。”四川省副省长陈文华一行在上个月赴蓝光英诺调研后,也决定在四川省成立精准医疗推进领导小组,支持3D生物打印研发工作。   

有人、有技术、有市场,令杨铿信心百倍。“蓝光发展坚定不移地选择3D生物打印项目作为公司战略转型、双轮驱动的核心产业。我们期待和全世界共享生命健康事业。”杨铿说。▲(生命时报记者 李沛珅)

 

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