全球首台3D生物血管打印机问世 器官或可再造
与会嘉宾各自就蓝光英诺3D生物打印发表见解。资料照片
当3D打印技术最初问世的时候，人们对它的期许更多在于工业生产领域。而现在，随着技术的不断突破，它开始彰显出更高的利用价值——在生物医疗领域大显神通。
一家中国企业近日在全球3D生物打印领域崭露头角。10月25日，蓝光发展(股票代码：600466.SH)旗下全资子公司——四川蓝光英诺生物科技股份 有限公司(以下简称“蓝光英诺”)在成都召开发布会，宣布公司旗下具有完全自主知识产权且列入“国家高技术研究发展计划(863计划)”的3D生物打印血 管项目获得重大突破，蓝光英诺发明的全球首创3D生物血管打印机成功问世。这标志着，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，器官再造 在未来将成为可能。
3D生物打印令器官再造成可能
作为国内3D医疗打印行业的标杆企业之一，四川蓝光英诺生物科技股份有限公司(下称“蓝光英诺”)在其负责科研攻关的国家高技术发展计划(863计划)——首个3D打印生物打印血管项目中获得重大突破。
“3D生物打印血管这项发明的突破性意义在于，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。有了这套技术体系，使得器官再造在未来成为可能。”发布会上，四川蓝光发展股份有限公司董事长杨铿介绍说，一年多 以前，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，但蓝光英诺仅仅用了一年半就提前实现了重大技术突破。
据悉，不同于市面上现有的产品，3D生物血管打印机可以打印出血管独有的中空结构和多层不同种类细胞，这在全球也是首创。在发布会上，3D生物血管打印机 的特性也被一一展示：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……血管打印的流 程也被完整呈现出来。
“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地 实现了血管再生。这是构建一切人造生物活性器官的基础，蓝光英诺在实现器官再造的路上迈出了坚实一步。”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在发布会现场介绍说。
康裕建说，3D生物打印的核心技术是生物砖(Biosynsphere)，即一种新型的精准的具有仿生功能的干细胞培养体系。它是以含种子细胞(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，经打印后培育处理，形成有生理功能的组织结构。
“3D生物打印，截然不同于工业3D打印，两者根本性的区别在于活性。即3D生物打印是打印出含有细胞成分并具有生物学活性的产品。”蓝光英诺董事长任东 川说，“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”。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。
“以药物研发为例，人体环境是三维空间，但以往的体外细胞研究是基于二维空间的平面实验，得到的结果很难真实反映人体真实情况，由此带来治病机制和药物研 究的结果最终难以用于临床，从而限制了药物的开发范畴。”康裕建说，“3D生物打印技术能实现这样的研究突破。我们愿和那些渴望突破研发瓶颈的机构合作， 助力他们实现科研成果转化和发展。因为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。”
历时15年研发器官再造“钥匙”
在接受记者采访时，蓝光发展董事长杨铿回忆了和康裕建的合作过程。作为中国西南地区最大规模房地产企业的负责人，杨铿和所有房地产企业都在寻求转型一样， 也正在寻找新的投资蓝海。彼时，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，当时也在为自己的科研找寻突破 机会。在共同的平台上，两人有了多次交流。
而在此之前，康裕建在再生医学和干细胞研究领域已经拥有十多年的科研经验。2001年，他在美国路易维尔大学工作期间，曾参与帮助学校成功实施了世界第一 例全心脏移植手术，这类手术全球一共进行了14例。但每例价格高达25万美元、需要150磅体重以上成年男性才能承受的手术要求，让该手术深受成本、应用 范围及生产工艺困扰，无法获得美国FDA批准。
3D打印技术的出现，让康裕建也想以此方法解决这个难题。他打出了人工心脏，并在猪身上实现了世界首例3D打印人工心脏全新置换手术的成功，但还有难题没有解决——因为当时打印的人工心脏不具备生物活性，无法解决血管内皮化、血管堵塞等问题。
如何能把以上两个问题都解决?早在1996年到1997期间，康裕建就在美国最权威的生物科学杂志JBC和JCI上发表了两篇关于转基因的论文。众所周 知，一个胚胎干细胞能在不同的时间分化生长为不同的器官，最终成为一个完整的人，但却没有人能清楚地解释为什么它能在不同的时间产生不同的分化。康裕建对 此展开了研究，“干细胞+3D打印=3D生物打印”的概念就此诞生。
“在过去15年中，我只做了一件事——专注于再生医学和干细胞研究领域。”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，这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”。
杨铿对发展人类健康事业具有天然的敏锐度。“蓝光发展的目标是打造人居蓝光+生命蓝光。其中，地产+现代服务业属于人居蓝光，生物医药及3D生物打印则属于生命蓝光，完全符合公司战略转型、双轮驱动的远景目标和长远规划。因此，我决定投资3D生物打印这个项目。”
康裕建的研究此时也急需资本推动。因为有了生物砖这个构建器官的生物材料之后，实现器官再造还需要两件关键性的工具：云计算大数据平台和3D生物打印机。前者为3D生物打印提供了精准的数字模型，让组织、器官打印有了数据基础;后者则能让细胞实现精准排列分布。
但如果要盯着最后打印出来的器官作为3D生物打印标志性的成绩，那无疑还需要很长的路要走，尽管是血管，眼看着可以打印出来了，但是还需要经过国家的批准等等各个环节。而眼下，在应用精准医疗领域，蓝光英诺的技术很快就可以大展身手。
“举个例子，全中国高血压和高血脂、高血糖长期用药的病人今年底达到7亿人。目前医生开药的唯一办法就是按经验估算，先试着吃，试了一段时间不行再换。如 果说这些人一年吃3000到5000块钱的药，而这个药还不一定是适合他的。而通过专业的技术检测，则不需要这么高成本且复杂的环节。假定技术检测一个人 只收1000块钱，那么一年的市场就有7000亿!我们的要求不多，就占市场总量的1%，那就是70个亿。此外，对于每个人药量不同的问题，3D生物打印 还可以做到为每一个人量身打印药片。打印药片这件事美国FDA今年3月份已经批准了。”
搭建平台激发应用市场
值得一提的是，国务院发布的《中国制造2025》也明确指出，实现生物3D打印，诱导多能干细胞等新技术的突破和应用。中信建投研究员苏雪晶认为，3D生 物打印的优势在于其所具备的复杂制造技术特点，对个性化需求强烈的生物医学领域应用价值巨大，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。”
医疗影像云平台则是3D生物打印的前期应用市场。据任东川介绍，3D生物打印首先可以衍生出3D看片系统，包括医患交互式看片、问诊系统。患者可以将自己 的二维影像数据上传至平台，转化为三维影像，直观展现出患者病灶，便于患者了解病情，降低医患沟通难度，在此基础上，患者可选择适合自己的医生，进行相关 诊断咨询。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了腹主动脉瘤覆膜支架腔内修复术(EVAR)。
据杨铿介绍，未来，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。
蓝光英诺希望借助其独创的医疗影像云平台、生物墨汁、生物打印机和打印后处理系统四大核心技术体系，建立3D生物打印创新链，和世界范围内各大医疗机构、 科研院所等共同拓展3D生物打印技术的发展和应用，并由此产生满足个性化健康需求的产业链，推动大健康产业的规模化发展。
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。”