3D生物医学打印这片新蓝海高低有别

从无生命的假肢这一阶梯底层；到简单的活性组织，如骨与软骨；简单组织之上将是静脉和皮肤；最靠近阶梯顶层的将是复杂且关键的器官，如心脏、肝脏和大脑；而生命阶梯的顶层将是完整的生命单位。

对于3D打印在医学领域的应用，曾有人提出“3D打印生命阶梯”的大胆设想。如今，这一设想在资本、人才、科技三位一体的协同努力下，正逐渐变为现实。业内3D打印顶尖咨询机构Wohlers预测，2019年全球3D打印市场规模将达到60亿美元，其中在医疗方面的应用市场份额占15.1%，位居第三位；市场研究机构LuxResearch分析师认为，3D打印技术在医疗行业将被迅速采用，预测2025年该市场达到19亿美元，折合人民币超百亿元。

又一个巨大蓝海，一贯嗅觉灵敏、富有想象力的资本自然不会错过。今年初开始，这种“念想”日益清晰地体现于蓝光发展、先临三维、银禧科技和光韵达等挂牌或上市公司，携顶级技术研发团队，涉足3D生物医学打印这片新蓝海。

尤其是在诸如牙科、骨科领域的发展已经得到切实落地。比如德国Concept Laser公司亚太区经理GARY Ding告之：“在中国基本上每天都有3000多颗假牙在用3D打印做成。”中国工程院院士戴尅戎也说，“3D打印在医疗的应用，骨科是个很好的切入点。”由于所具有的快速性、准确性及擅长制作复杂形状实体的特性，生物医疗3D打印在医学领域应用前景特别巨大。“3D打印的定制性对于骨科个体化治疗、康复辅具是个福音。” 戴尅戎说。在最近举行的成都3D打印世界技术产业大会的专题演讲中，戴尅戎展示了为患者做全胯置换手术等3D打印在国内骨科应用的多个临床案例。背景资料显示，3D打印“骨骼”技术在国内已经于2013年被正式批准进入临床观察阶段。

但正如文章开头所说，打印假牙、假肢等无生命特征的假体，还属于3D打印在医学中的最底层应用。真正高阶层的3D生物打印针对的是具有生命活性的细胞、组织、器官的打印。

可喜的是，尽管当下3D打印的医学临床应用不过“小荷才露尖尖角”，3D生物打印器官的难度更不亚于“人类的另一个登月项目”，但这并不妨碍人们对开拓这个领域倾注更多热情。顺应国内鼓励科技创新的时代潮流，以蓝光发展为代表的一批或跨界或主营高科技、国际化路线的公司，正在对科技含量最高阶层的活性生物打印领域展开雄心勃勃的开拓。其中，蓝光发展控股子公司蓝光英诺建立首期投资额不超过5000万元的3D生物打印产业化基地，并与四川大学华西医院以“再生与重建的3D打印”为主题，开展以临床应用产品为导向的工程技术战略合作。今年4月底，该公司公告对3D生物打印项目追加投资1.65亿元。相关负责人透露，目前在软件平台、生物墨汁和3D生物打印机三大核心领域上均已取得突破进展。

素有“新三板3D打印第一股”之称的先临三维也在加快布局节奏。今年5月中旬，该公司公告为控股子公司捷诺飞（持股55%）拟整体作价3亿元，增发不超过10%的股权，融资不超过3000万元，用于生物材料和细胞3D打印技术的升级研发及产业化和生物医学3D打印制造服务中心建设，并拟择机股改，考虑将来单独上市。早于2013年，捷诺飞领军人、杭州电子科技大学教授徐铭恩率领团队国内首个研制成功“Regenovo”生物3D打印机，目前更新至第四代，并已提供基于3D打印的药物开发服务等医学应用。此前已开始3D打印新材料开发的银禧科技，高层也公开表示，预计于今年下半年推出PEEK材料用于医疗等领域如骨骼植入等。

“当3D打印与医学影像建模、仿真技术结合之后，就能够在人工假体、植入体、人工组织器官的制造方面产生巨大的推动效应。” 四川蓝光3D生物打印研究院院长、四川蓝光英诺生物科技股份有限公司首席科学家／首席执行官、美国毒理科学院院士康裕建说，“3D打印改变了传统医疗手术模式，比如以３Ｄ立体更为直观的形式，为医患双方提供术前规划与沟通，复杂手术的术前模拟和术中导航等，这些都将提高手术的成功率。因为直接取材于人体活性干细胞，人体排他性不复存在，以活性细胞为特征的３Ｄ生物打印，还将大幅提高医药研究和开发的进程，术后恢复等环节也将变得更为顺畅。”

未来医疗发展的长远目标——个性化与精准化治疗，正在朝我们走来。“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。”康裕建说，个性化、小批量和高精度等3D打印技术的优势，未来有望得到充分发挥。捷诺飞教授徐铭恩也表示，“3D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。相信未来在打印人工器官方面也会有所突破，帮助解决器官缺损等问题，提高人类寿命。”今年4月1日，全球知名3D生物打印技术公司Organovo已经在波士顿公布了世界上第一个3D生物打印全细胞肾组织的数据。

蓝光英诺也正在从事这方面的研究。康裕建正带领他的团队打造3D打印健康应用系统，形成系统化的3D生物打印技术在医学领域的应用平台和向社会提供完整的医学解决方案，包括前期信息数据处理、生物墨汁、生物打印机以及打印后处理系统。目前，该研究院公布，在生物墨汁研发上取得重大进展，已研发出最基本3D打印单元——“生物砖”（Biosynsphere），并已申请专利保护。最新消息是，全球第一台活性细胞3D打印机即将在蓝光英诺面世。

正如徐铭恩教授所说，“我们在细胞3D打印领域的研究，已达到国际一流水准，有的方面甚至优于国外同行。”但即便资本的力量再雄厚，在国内3D打印技术的起步阶段，也有政策监管等绕不开的“铜墙壁垒”。如何促进3D打印在医疗行业的广泛应用，并能使之进一步惠民？当中国的科学家在3D打印技术方面具有前瞻性把握时，除去常规鼓励发展拥有自主知识产权、确保技术控制与知识产权保护外，如何通过监管政策的进一步明朗与调整，让产品应用于市场，仍是各方所关注。

就在今年3月初，全国人大代表、北京大学第三医院骨科主任刘忠军呼吁，改革3D打印技术等高科技产品上市审批流程。他曾完成世界首例3D打印脊椎植入手术治疗枢椎尤文氏肉瘤，在人大会议分组讨论中以一截为罹患恶性颈椎肿瘤的12岁男孩3D打印定制的人体脊椎骨为例，感叹“我们设计出的定制化3D打印金属椎体可取代以往相对落后的内植物，使上颈椎内固定手术技术彻底改观，技术也取得了专利”，但相类似产品却被美国一家公司抢先于2013年10月上市。

“凡是放在人体内的东西，涉及到人体的健康，我们一定要高度重视。在保证安全的情况下，采取一些举措，让创新成果能够有更快的通道，与国际竞争。”刘忠军的观点或在3D打印生物医疗应用界颇具代表性。此外，对3D生物医疗应用推广具体政策上的支持，比如如何严控质量，包括完善医疗器械监督管理条例，加强行业管理和规范，鼓励创新和临床转化等，也值得期待。

同时，从业者表示还是会对未来政策明朗给予信心与耐心。“从监管部门的角度看，提供质量稳定的标准化产品是一贯监管要求。而3D打印擅长的个性化与精准治疗，是针对不同患者提供不同产品，与传统监管存在差异性”，徐铭恩教授分析，“相信监管部门也认识到这一点，人类可以个性化制造产品的同时，保证质量稳定，从而针对技术变革进行政策调整。”

由此可以想见，尽管目前真正的高阶层３Ｄ生物打印还处于初步研发阶段，但至少在个性化与精准治疗领域，3D打印在中国具有广阔发展空间。

Tips:目前医疗行业3D打印技术共分三个主要应用领域：

一、无需留在体内的医疗器械，包括医疗模型、诊疗器械、康复辅具、假肢、助听器、齿科、手术导板等；

二、个性化永久植入物，使用钛合金、钴铬钼合金、生物陶瓷和高分子聚合物等材料通过3D打印骨骼、软骨、关节、牙齿等产品，通过手术植入人体；

三、3D生物打印，即使用含细胞和生长因子的“生物墨水”，结合其他材料层层打印出产品，经体外和体内培育，形成有生理功能的组织结构。这项技术成功后，有望解决全球面临的移植组织或器官不足的难题。

来源：3D打印世界   作者：荔玻