【藍(lán)光英諾發(fā)布全球首臺3D生物血管打印機】當(dāng)3D打印技術(shù)最初問世的時候，人們對它的期許更多在于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。而現(xiàn)在，隨著技術(shù)的不斷突破，它開始彰顯出更高的利用價值——在生物醫(yī)療領(lǐng)域大顯神通。

當(dāng)3D打印技術(shù)最初問世的時候，人們對它的期許更多在于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。而現(xiàn)在，隨著技術(shù)的不斷突破，它開始彰顯出更高的利用價值——在生物醫(yī)療領(lǐng)域大顯神通。

一家中國企業(yè)近日在全球3D生物打印領(lǐng)域嶄露頭角。10月25日，藍(lán)光發(fā)展(股票代碼：600466.SH)旗下全資子公司——四川藍(lán)光英諾生物科技股份有限公司(以下簡稱“藍(lán)光英諾”)在成都召開發(fā)布會，宣布公司旗下具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)且列入“國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)”的3D生物打印血管項目獲得重大突破，藍(lán)光英諾發(fā)明的全球首創(chuàng)3D生物血管打印機成功問世。這標(biāo)志著，藍(lán)光英諾利用干細(xì)胞為核心的3D生物打印技術(shù)體系已經(jīng)完備，器官再造在未來將成為可能。

3D生物打印令器官再造成可能

作為國內(nèi)3D醫(yī)療打印行業(yè)的標(biāo)桿企業(yè)之一，四川藍(lán)光英諾生物科技股份有限公司(下稱“藍(lán)光英諾”)在其負(fù)責(zé)科研攻關(guān)的國家高技術(shù)發(fā)展計劃(863計劃)——首個3D打印生物打印血管項目中獲得重大突破。

“3D生物打印血管這項發(fā)明的突破性意義在于，藍(lán)光英諾利用干細(xì)胞為核心的3D生物打印技術(shù)體系已經(jīng)完備。其中包括醫(yī)療影像云平臺、生物墨汁、3D生物打印機和打印后處理系統(tǒng)四大核心技術(shù)體系。有了這套技術(shù)體系，使得器官再造在未來成為可能。”發(fā)布會上，四川藍(lán)光發(fā)展股份有限公司董事長楊鏗介紹說，一年多以前，由藍(lán)光英諾參與研發(fā)的3D生物打印血管項目入圍“國家863計劃”，科研時間為期三年，但藍(lán)光英諾僅僅用了一年半就提前實現(xiàn)了重大技術(shù)突破。

據(jù)悉，不同于市面上現(xiàn)有的產(chǎn)品，3D生物血管打印機可以打印出血管獨有的中空結(jié)構(gòu)和多層不同種類細(xì)胞，這在全球也是首創(chuàng)。在發(fā)布會上，3D生物血管打印機的特性也被一一展示：全球首個3D生物打印空間旋轉(zhuǎn)平臺、精確協(xié)同工作的雙噴頭打印技術(shù)、可視化的互動打印操作系統(tǒng)、噴頭及環(huán)境控制系統(tǒng)……血管打印的流程也被完整呈現(xiàn)出來。

“構(gòu)建任何器官，必不可少的元素便是給器官輸送養(yǎng)分的血管，配合藍(lán)光英諾的‘生物磚’技術(shù)，依靠云平臺的數(shù)據(jù)模型支撐，我們借助3D生物血管打印機成功地實現(xiàn)了血管再生。這是構(gòu)建一切人造生物活性器官的基礎(chǔ)，藍(lán)光英諾在實現(xiàn)器官再造的路上邁出了堅實一步。”中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟生物醫(yī)學(xué)3D打印理事會執(zhí)行主席、藍(lán)光英諾首席科學(xué)家康裕建在發(fā)布會現(xiàn)場介紹說。

康裕建說，3D生物打印的核心技術(shù)是生物磚(Biosynsphere)，即一種新型的精準(zhǔn)的具有仿生功能的干細(xì)胞培養(yǎng)體系。它是以含種子細(xì)胞(干細(xì)胞、已分化細(xì)胞等)、生長因子和營養(yǎng)成分等組成的“生物墨汁”，結(jié)合其他材料層層打印出產(chǎn)品，經(jīng)打印后培育處理，形成有生理功能的組織結(jié)構(gòu)。

“3D生物打印，截然不同于工業(yè)3D打印，兩者根本性的區(qū)別在于活性。即3D生物打印是打印出含有細(xì)胞成分并具有生物學(xué)活性的產(chǎn)品。”藍(lán)光英諾董事長任東川說，“以生物磚技術(shù)為核心的3D生物打印將在基礎(chǔ)研究(3D細(xì)胞培養(yǎng)，胚胎學(xué)研究、細(xì)胞疾病模型)、臨床應(yīng)用(細(xì)胞治療、誘導(dǎo)組織再生、誘導(dǎo)血管再生)、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用(用藥預(yù)測、損傷修復(fù)、再生醫(yī)學(xué)、修復(fù)、替代病變組織和器官)等領(lǐng)域發(fā)揮突破性作用”。尤其是那些渴望創(chuàng)新性思維的醫(yī)學(xué)機構(gòu)，是藍(lán)光英諾首選的合作目標(biāo)。

“以藥物研發(fā)為例，人體環(huán)境是三維空間，但以往的體外細(xì)胞研究是基于二維空間的平面實驗，得到的結(jié)果很難真實反映人體真實情況，由此帶來治病機制和藥物研究的結(jié)果最終難以用于臨床，從而限制了藥物的開發(fā)范疇。”康裕建說，“3D生物打印技術(shù)能實現(xiàn)這樣的研究突破。我們愿和那些渴望突破研發(fā)瓶頸的機構(gòu)合作，助力他們實現(xiàn)科研成果轉(zhuǎn)化和發(fā)展。因為3D生物打印和生物磚直接取自人體干細(xì)胞，其生理和病理狀態(tài)以及對藥物的反應(yīng)都最接近于人體，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有的二維細(xì)胞培養(yǎng)和動物實驗。因此對新藥研發(fā)、藥敏篩查、藥物毒性和安全性檢測等諸多方面都可能優(yōu)于現(xiàn)有的研究和檢測系統(tǒng)，其結(jié)果也更加仿生、精準(zhǔn)、安全、有效。”

歷時15年研發(fā)器官再造“鑰匙”

在接受記者采訪時，藍(lán)光發(fā)展董事長楊鏗回憶了和康裕建的合作過程。作為中國西南地區(qū)最大規(guī)模房地產(chǎn)企業(yè)的負(fù)責(zé)人，楊鏗和所有房地產(chǎn)企業(yè)都在尋求轉(zhuǎn)型一樣，也正在尋找新的投資藍(lán)海。彼時，康裕建作為中組部首批“千人計劃”國家特聘專家被四川省政府引進(jìn)作為四川華西醫(yī)院客聘教授，當(dāng)時也在為自己的科研找尋突破機會。在共同的平臺上，兩人有了多次交流。

而在此之前，康裕建在再生醫(yī)學(xué)和干細(xì)胞研究領(lǐng)域已經(jīng)擁有十多年的科研經(jīng)驗。2001年，他在美國路易維爾大學(xué)工作期間，曾參與幫助學(xué)校成功實施了世界第一例全心臟移植手術(shù)，這類手術(shù)全球一共進(jìn)行了14例。但每例價格高達(dá)25萬美元、需要150磅體重以上成年男性才能承受的手術(shù)要求，讓該手術(shù)深受成本、應(yīng)用范圍及生產(chǎn)工藝?yán)_，無法獲得美國FDA批準(zhǔn)。

3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，讓康裕建也想以此方法解決這個難題。他打出了人工心臟，并在豬身上實現(xiàn)了世界首例3D打印人工心臟全新置換手術(shù)的成功，但還有難題沒有解決——因為當(dāng)時打印的人工心臟不具備生物活性，無法解決血管內(nèi)皮化、血管堵塞等問題。

如何能把以上兩個問題都解決？早在1996年到1997期間，康裕建就在美國最權(quán)威的生物科學(xué)雜志JBC和JCI上發(fā)表了兩篇關(guān)于轉(zhuǎn)基因的論文。眾所周知，一個胚胎干細(xì)胞能在不同的時間分化生長為不同的器官，最終成為一個完整的人，但卻沒有人能清楚地解釋為什么它能在不同的時間產(chǎn)生不同的分化。康裕建對此展開了研究，“干細(xì)胞+3D打印=3D生物打印”的概念就此誕生。

“在過去15年中，我只做了一件事——專注于再生醫(yī)學(xué)和干細(xì)胞研究領(lǐng)域。”康裕建表示。憑借15年的積累和持續(xù)研究突破，他開創(chuàng)性地研發(fā)了生物磚技術(shù)，用于復(fù)制胚胎發(fā)育時期的各種微環(huán)境，這將使干細(xì)胞在體外可以得到精確的定向分化控制，讓器官打印成為可能，是器官再造的“鑰匙”。

楊鏗對發(fā)展人類健康事業(yè)具有天然的敏銳度。“藍(lán)光發(fā)展的目標(biāo)是打造人居藍(lán)光+生命藍(lán)光。其中，地產(chǎn)+現(xiàn)代服務(wù)業(yè)屬于人居藍(lán)光，生物醫(yī)藥及3D生物打印則屬于生命藍(lán)光，完全符合公司戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型、雙輪驅(qū)動的遠(yuǎn)景目標(biāo)和長遠(yuǎn)規(guī)劃。因此，我決定投資3D生物打印這個項目。”

康裕建的研究此時也急需資本推動。因為有了生物磚這個構(gòu)建器官的生物材料之后，實現(xiàn)器官再造還需要兩件關(guān)鍵性的工具：云計算大數(shù)據(jù)平臺和3D生物打印機。前者為3D生物打印提供了精準(zhǔn)的數(shù)字模型，讓組織、器官打印有了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；后者則能讓細(xì)胞實現(xiàn)精準(zhǔn)排列分布。

但如果要盯著最后打印出來的器官作為3D生物打印標(biāo)志性的成績，那無疑還需要很長的路要走，盡管是血管，眼看著可以打印出來了，但是還需要經(jīng)過國家的批準(zhǔn)等等各個環(huán)節(jié)。而眼下，在應(yīng)用精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域，藍(lán)光英諾的技術(shù)很快就可以大展身手。

“舉個例子，全中國高血壓和高血脂、高血糖長期用藥的病人今年底達(dá)到7億人。目前醫(yī)生開藥的唯一辦法就是按經(jīng)驗估算，先試著吃，試了一段時間不行再換。如果說這些人一年吃3000到5000塊錢的藥，而這個藥還不一定是適合他的。而通過專業(yè)的技術(shù)檢測，則不需要這么高成本且復(fù)雜的環(huán)節(jié)。假定技術(shù)檢測一個人只收1000塊錢，那么一年的市場就有7000億！我們的要求不多，就占市場總量的1%，那就是70個億。此外，對于每個人藥量不同的問題，3D生物打印還可以做到為每一個人量身打印藥片。打印藥片這件事美國FDA今年3月份已經(jīng)批準(zhǔn)了。”

搭建平臺激發(fā)應(yīng)用市場

值得一提的是，國務(wù)院發(fā)布的《中國制造2025》也明確指出，實現(xiàn)生物3D打印，誘導(dǎo)多能干細(xì)胞等新技術(shù)的突破和應(yīng)用。中信建投研究員蘇雪晶認(rèn)為，3D生物打印的優(yōu)勢在于其所具備的復(fù)雜制造技術(shù)特點，對個性化需求強烈的生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用價值巨大，將面臨上千億美元的市場。

世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長羅軍則在發(fā)布會現(xiàn)場表示，“3D打印是解決健康產(chǎn)業(yè)個性化需求和規(guī)模化制造這對矛盾的方案之一。3D生物打印在提升現(xiàn)有醫(yī)療技術(shù)水平，比如個性化醫(yī)療方面，會大有作為。”這個觀點和出席發(fā)布會的中國工程院院士戴尅戎教授不謀而合，“3D生物打印的定制性對于個性化治療是個福音。”

醫(yī)療影像云平臺則是3D生物打印的前期應(yīng)用市場。據(jù)任東川介紹，3D生物打印首先可以衍生出3D看片系統(tǒng)，包括醫(yī)患交互式看片、問診系統(tǒng)。患者可以將自己的二維影像數(shù)據(jù)上傳至平臺，轉(zhuǎn)化為三維影像，直觀展現(xiàn)出患者病灶，便于患者了解病情，降低醫(yī)患溝通難度，在此基礎(chǔ)上，患者可選擇適合自己的醫(yī)生，進(jìn)行相關(guān)診斷咨詢。還可以幫助醫(yī)院升級現(xiàn)有信息化系統(tǒng)，提升歷史病歷數(shù)字化能力和大數(shù)據(jù)挖掘能力，實現(xiàn)中小型醫(yī)院遠(yuǎn)程會診。

“醫(yī)療影像云平臺還能在手術(shù)仿真、手術(shù)導(dǎo)航、術(shù)前模擬等方面發(fā)揮作用，提高手術(shù)成功率，減少真實手術(shù)時間，降低患者痛苦。同時，將醫(yī)學(xué)病例存入數(shù)據(jù)庫，不斷優(yōu)化醫(yī)療方案和手術(shù)流程，為智慧醫(yī)療奠定基礎(chǔ)。”任東川說。

藍(lán)光英諾戰(zhàn)略合作伙伴四川大學(xué)華西醫(yī)院在3D影像系統(tǒng)的運用方面已有成功經(jīng)驗。該院骨科脊柱外科專業(yè)劉浩教授團(tuán)隊采用3D影像系統(tǒng)，為一名多節(jié)段頸椎間盤突出伴椎管狹窄的患者實施了頸椎椎板單開門椎管擴(kuò)大成形術(shù)；2014年11月，該院血管外科袁丁博士與四川大學(xué)再生醫(yī)學(xué)研究中心聯(lián)合，利用藍(lán)光英諾3D影像系統(tǒng)完成外圍手術(shù)期評估，成功為一例復(fù)雜瘤頸腹主動脈瘤老年患者實施了腹主動脈瘤覆膜支架腔內(nèi)修復(fù)術(shù)(EVAR).

據(jù)楊鏗介紹，未來，中國首個A級醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)云中心將在四川成都建成。“這個平臺的建成不僅為3D生物打印提供可行的數(shù)字模型支撐，而且為精準(zhǔn)醫(yī)療提供了解決未來發(fā)展瓶頸問題的有效工具。”四川省副省長陳文華一行在上個月赴藍(lán)光英諾調(diào)研后，也決定在四川省成立精準(zhǔn)醫(yī)療推進(jìn)領(lǐng)導(dǎo)小組，支持3D生物打印研發(fā)工作。

藍(lán)光英諾希望借助其獨創(chuàng)的醫(yī)療影像云平臺、生物墨汁、生物打印機和打印后處理系統(tǒng)四大核心技術(shù)體系，建立3D生物打印創(chuàng)新鏈，和世界范圍內(nèi)各大醫(yī)療機構(gòu)、科研院所等共同拓展3D生物打印技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，并由此產(chǎn)生滿足個性化健康需求的產(chǎn)業(yè)鏈，推動大健康產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展。

有人、有技術(shù)、有市場，令楊鏗信心百倍。“藍(lán)光發(fā)展堅定不移地選擇3D生物打印項目作為公司戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型、雙輪驅(qū)動的核心產(chǎn)業(yè)。我們期待和全世界共享生命健康事業(yè)。”