人類(lèi)的肝臟單元、血管、軟骨……只需輕點(diǎn)一下3D打印機(jī)，就能一一打出，而且細(xì)胞還是存活的。這可不是科幻電影里的情節(jié)，而是在杭州一家“黑科技”公司內(nèi)真實(shí)發(fā)生的事。

捷諾飛公司董事長(zhǎng)徐銘恩告訴記者，他們打印的制品已經(jīng)在皮膚、軟骨、脂肪組織的修復(fù)等方面陸續(xù)進(jìn)入臨床實(shí)驗(yàn)。

2014年，捷諾飛獲得第三屆中國(guó)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽先進(jìn)制造行業(yè)總決賽企業(yè)組第三名。如今，捷諾飛自主研發(fā)的生物材料3D打印機(jī)Regenovo，可成功打印出較小比例的人類(lèi)耳朵軟骨組織、肝臟單元，打印的細(xì)胞存活率高達(dá)90%以上，可存活4個(gè)月。該技術(shù)不但推進(jìn)了3D打印醫(yī)療器械、人工組織器官的臨床轉(zhuǎn)化進(jìn)程，也為新藥篩選提供了全新的解決方案。

讓批量制造人體組織器官成為可能

“汽車(chē)壞了可以到4S店更換零部件維修，但如果人的器官壞了，現(xiàn)在還沒(méi)有一家可以隨時(shí)更換器官的‘4S店’。”徐銘恩說(shuō)。

徐銘恩告訴記者，全球每年至少有600萬(wàn)患者需要器官移植，但只有10萬(wàn)人能夠等到合適的捐助者。此外，即便進(jìn)行了器官移植，患者往往也會(huì)面臨免疫排異的問(wèn)題。生物3D打印為人造組織器官提供了新的技術(shù)可能，由于是通過(guò)病人自身細(xì)胞培養(yǎng)而來(lái)，排異反應(yīng)的概率顯著降低，可避免終生服用免疫抑制劑，而且也不會(huì)因長(zhǎng)時(shí)間等候器官捐獻(xiàn)者延誤病情。

2016年底，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃推出“十三五”期間首個(gè)面向活細(xì)胞3D打印的“個(gè)性化植、介入器械的快速成型及生物3D打印技術(shù)”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)。捷諾飛聯(lián)合南方醫(yī)科大學(xué)、華南理工大學(xué)、北京301醫(yī)院、第二軍醫(yī)大學(xué)附屬上海長(zhǎng)征醫(yī)院等單位聯(lián)合申報(bào)最終獲得立項(xiàng)支持。

2017年11月，捷諾飛推出了國(guó)內(nèi)第一代高通量集成化生物3D打印機(jī)“Bio-architect X”?！癇io-architect X”集納了50余項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新和突破，其打印噴頭可兼容多種打印原理并多通道協(xié)同，集成微層析成像系統(tǒng)可在線檢測(cè)打印質(zhì)量并反饋控制打印，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)療制品的大批量穩(wěn)定制備。

“Bio-architect X的成功研制，標(biāo)志著我國(guó)生物3D打印設(shè)備與國(guó)際先進(jìn)水平，完成了從‘并跑’到‘領(lǐng)跑’的轉(zhuǎn)變。這是生物3D打印邁向臨床應(yīng)用的重要一步。”徐銘恩認(rèn)為，未來(lái)幾年，生物3D打印將迎來(lái)一段突破期，或?qū)⒋蜷_(kāi)一個(gè)大市場(chǎng)。

3D打印藥物篩選模型為新藥開(kāi)發(fā)提供全新方案

由于缺乏準(zhǔn)確的藥物篩選模型，新藥研發(fā)一直是個(gè)高成本、低效率和高風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域，國(guó)際上單個(gè)創(chuàng)新藥物的開(kāi)發(fā)成本普遍超過(guò)10億美元，耗時(shí)10年左右。

徐銘恩告訴記者，進(jìn)行藥物篩選最佳的方法是用人體，但這是法律道德不允許的。目前的藥物篩選技術(shù)主要是高通量藥物篩選和動(dòng)物模型藥物篩選。其中高通量藥物篩選的相關(guān)率小于1%，動(dòng)物模型藥物篩選的無(wú)關(guān)率達(dá)58%，平均每100個(gè)動(dòng)物試驗(yàn)結(jié)果好的藥物只有不到10個(gè)可以走完臨床試驗(yàn)，這使得新藥的轉(zhuǎn)化率極低。

“新一代的生物3D打印機(jī)，可以用人源細(xì)胞3D打印的組織構(gòu)建病理模型，能準(zhǔn)確反映化學(xué)和生物藥物在人體內(nèi)的藥理活性，從而提高藥物篩選成功率，將為創(chuàng)新藥物開(kāi)發(fā)帶來(lái)革命性改變?！痹谛煦懚骺磥?lái)，由技術(shù)而衍生的新藥開(kāi)發(fā)市場(chǎng)將會(huì)是一片藍(lán)海。

“用生物3D打印出來(lái)的組織器官進(jìn)行藥物篩選，將給整個(gè)藥物篩選體系帶來(lái)革命性的改變。”徐銘恩說(shuō)，他們也在嘗試一些更有意思的工作，比如把細(xì)胞打印到芯片上，然后讓細(xì)胞和芯片之間建立信號(hào)的傳導(dǎo)。但他也反復(fù)強(qiáng)調(diào)，藥物和醫(yī)療器械的研發(fā)都需要一個(gè)很長(zhǎng)的周期和大量的資金投入，這是生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的規(guī)律。因此無(wú)論時(shí)間上還是投入上都要有耐心，不能急功近利。

“也許有一天，我們可以用3D打印技術(shù)做出人工的、人造的感受器官來(lái)，比如眼睛、鼻子。生物3D打印技術(shù)也可以幫助研究腦機(jī)接口的科學(xué)家研究清楚細(xì)胞和芯片之間是怎么傳輸信號(hào)的，可以用大腦直接操控機(jī)器?！毙煦懚鲗?duì)生物科技的未來(lái)充滿(mǎn)信心，但同時(shí)，他也有自己的堅(jiān)守——“敬畏生命，這是探討生物3D打印乃至整個(gè)醫(yī)療行業(yè)商業(yè)模式的前提，任何放松警惕和打擦邊球的行為都可能造成重大后果?！?/span>

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