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蓝光发展发布全球首创3D生物血管打印机 器官再造成为可能

欧洲发明家Charles Hull在1983年研发出第一台3D印刷机时,他也许很难想到,32年后的今天,这项技术已经发展到如此令人叹为观止的境地。
欧洲发明家Charles Hull在1983年研发出第一台3D印刷机时,他也许很难想到,32年后的今天,这项技术已经发展到如此令人叹为观止的境地。

看似古董般的黑色打印机,小巧精准的双喷头在特制的空间旋转杆上,用生物墨汁打印出生命的基础——血管。如临摹抽象画一般,将原本是构建我们生命之躯的通体脉络绘制成了一幅作品。而交出这幅作品的“人”便是四川蓝光英诺生物科技股份有限公司。

10月25日,四川成都,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宣布:全球首创3D生物血管打印机问世,人体器官再造成为可能。“突破性的意义在于,蓝光英诺以干细胞为核心的3D生物打印技术体系已经完备,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,器官再造在未来成为可能。”蓝光发展董事长杨铿说。 每经记者 尚希

“科学家+企业家”

10月25日,数百名生物医学、健康医疗以及智能制造等领域的“大咖”齐聚成都。在蓝光英诺“3D打印血管项目重大突破和产品发布会”现场,这台精致的打印机无疑是全场瞩目的焦点。不同于市面上现有的3D生物打印机,蓝光英诺发明的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的细胞,这是具有世界开创性的产品。

而在现场,这台打印机更是清晰地展示了这一见证奇迹的时刻:从内皮细胞到平滑肌细胞,再到成纤维细胞,每一层用到的生物墨汁并不一样,富含不同的营养成分,通过打印杆上一层特殊的冷凝材料不断渗透、滋养每个细胞层的打印过程……在0~4摄氏度的环境下,3D生物打印血管初具雏形;当周边环境逐步提升到常温,冷凝材料从已塑型的打印血管内剥脱;打印血管也将置于营养液环境中,慢慢拥有活性,直到可以与其他器官、组织“自然结合”。“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的实现了血管再生。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现场介绍说。

生物砖(Biosynsphere),这个听起来晦涩难懂的专有名词便是3D生物打印技术的核心所在。通俗一点解释来说,这是一种新型、精准、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,截然不同于使用钛合金、生物陶瓷、高分子聚合物等原材料的工业3D打印,比如打印假牙、假肢,甚至汽车、房屋等。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。

当所有目光聚焦在这台充满颠覆性的产品上时,其背后的缔造者似乎更加值得关注。就在此次发布会前夕10月19日至23日,由国家发改委主办、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。

世界领先的3D生物打印技术为什么会出现在中国成都、四川蓝光?不可否认,这是发布会现场所有人共同的问题。这个问题的答案是,蓝光英诺代表了一种新型的创业创新模式。其最大特点在于,科学家创业——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,如果是科学家,他们这个群体怎么创业?”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。康裕建教授正是在这种模式下出任蓝光英诺首席科学家和首席执行官。

根据蓝光发展公告,它们已投入2.15亿元用于技术研发和科研团队建设。蓝光英诺还建立合伙人机制,由蓝光英诺核心人员对公司进行增资,增资总金额为1615万元。走在四川成都高新西区西芯大道和迪康大道交汇处,“3D生物打印全球创新中心”的招牌已经竖起,更大的后续投资正在进行,全球首个3D生物打印创新产业园区——“蓝光·光谷”主体大楼已经封顶,目前正在实施内装、实验室改造及实验设备采购,2016年8月底就将建成投入使用。

从情结到商业

此前国务院发布的《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。”

在随后接受采访时,杨铿表示,“3D打印技术本身就被称为第四次工业革命,它是颠覆性的。从工业应用方面来说,它已经是军事、现代工业、现代制造业方面运用的比较成熟的技术,像美国波音787,32个大的部件全部使用3D打印技术打印。我接触康教授之后觉得非常震撼!同时又看了很多3D生物和3D打印方面的资料,所以我们抓紧时间,赶紧来推动这个事。”

作为蓝光英诺首席科学家,康裕建教授在再生医学领域潜心研究数十载,2009年从美国回来之后的六年时间里,康裕建甚至只参加了4次专业会议,剩下的时间用他的话说便是“培养人才”。“大家都把它说成第四次工业革命,是不是呢?还要等到未来来评说,我不关心它是第几次革命,但是它真的为我们各行各业开创了新的机会,我们抓住这个机会就可以做很多事。”在接受包括《每日经济新闻》记者的采访时,康裕建如是说。

杨铿与康裕建的相识便是结缘在蜀地。作为中国西南地区最大的房地产企业,杨铿经常受邀参加一些政府招商引资、投资洽谈活动。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大学华西医院客聘教授。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。

康裕建当时也在为自己的科研找寻突破机会。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,这类手术一共进行了14例。但每例价格高达25万美元、需要体重在150磅以上的成年男性才能承受手术要求,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。他打印出了人工心脏,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,但作为生物学家,他深知还有难题没有解决——因为不具备生物活性,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结合起来?早在1996年~1997年,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鼠的论文。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。“所以,在过去的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。”康裕建在发布会上表示。凭借15年的积累和持续研究突破,他开创性的研发了“生物砖(Biosynsphere)”技术,用于复制胚胎发育时期的各种微环境,其将使干细胞在体外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”。

钥匙在手,是否就能轻松打开这扇从技术到产品再到商品的大门?又到什么时候可以借助这样打印出的器官来修复我们每个人的组织器官?

对此,康裕建也给出了他的回答:“在我的报告中,我已经说过,它是阶段性的,我们可以这样想,比如说我制造的发动机是为了上天的火箭,但是火箭不是仅仅只有发动机,还有许许多多其他的部件。可是我这个发动机虽然不能马上让火箭发射,但是可以做成汽车在地上跑,这不是也有用吗。我不能做成火箭我做成飞机也有用啊。所以,我们不要老是盯着非要成为火箭那一刻,即使在地上跑,也产生了这个技术应有的作用。”

康裕建同时提到,“3D生物打印技术能实现这样的研究突破,我们愿意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。”

显然,从颠覆性的尝试成功到最终能够成为价值对等的产品,这其中还有很长的一段路要走,即便还不能清晰地描绘出其商业价值,但在杨铿看来,做这一切首要的便是“情结”二字。“随着中国经济的发展,人们对大健康领域的需求是非常巨大的。大健康里我们究竟做什么?我们是去做一个医院还是做个保健品。在这种情结和愿望的基础上,我们就在很多的项目中选择,最后就选中了大健康领域的3D生物。”

但对于接下来又该如何去实现其商业价值,杨铿也透露了蓝光的几大策略。“蓝光发展本身是上市公司,房地产在区域里我们也是做得非常好的企业,我们有能力和条件去孵化,并且持续地支持蓝光英诺。同时我们还有一个大健康的大康资本。这一整套都是一个商业模式设计的问题。”杨铿指出,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。

资本助力

在当日发布会的现场,除了医学界的学术大咖外,还有一位神秘嘉宾来头不小。他便是专程飞抵成都来调研蓝光英诺3D生物打印项目的量子基金创始人、世界著名投资家罗杰斯。

罗杰斯在接受记者采访时表示,“3D生物打印技术在未来不仅具有至关重要的科研价值,还将具有相应的市场价值。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。它对组织工程、再生医学和医疗科研都将产生革命性的突破。”

“我之前对这个技术的了解并不是很全面,所以我是秉着好奇的态度而来的。杨主席几天前告诉我这件事的时候,我就表示非常期待。”在现场,罗杰斯接受了包括《每日经济新闻》在内的媒体采访,谈及运用3D打印的技术打印血管,罗杰斯直言“难以置信”。

在随后的实验室参观中,罗杰斯对3D生物打印机、医疗影像云平台、3D影像系统再三观摩,还与康裕建还教授一同商讨了关于3D生物打印在医学研究、再生医学、临床应用等领域的应用市场前景。“有些问题还很尖锐,但他也对中国民营企业在高科技研究领域取得的成就表示惊叹。”任东川直言。

“3D生物打印技术在未来不仅具有至关重要的科研价值,还将具有相应的市场价值。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。”在蓝光英诺“3D打印血管项目重大突破和产品发布会”现场,罗杰斯通过一段视频与观众们见面,他在视频中说,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,它对组织工程、再生医学和医疗科研都将产生革命性的突破。

此外,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。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,直观表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。

对于是否会对其进行投资,罗杰斯也表示,这之后会做更多地研究,“我对健康医疗领域非常地感兴趣,我猜想英诺可能会和总公司分开,如果是那样的话,我可能会分析它的价格来选择投资。”

罗杰斯最终会否确定牵手蓝光,也在于产品的转化率究竟会有多长时间。对杨铿来说,这个时间表并不长,“好的项目不缺钱,越赚钱的项目越有钱投资。我们这个项目一定是在一个坐标中会有几个板块,长线的产品会有长线的策略,中线的产品有中线的策略,短线的产品一定要快速赚钱。”

据《每日经济新闻》记者了解,在当日的发布会期间,包括英国、美国以及新加坡的相关科研人员都纷纷到访,目的也是希望寻求合作机会,但对于具体技术层面的合作会如何开展,杨铿也表示目前还不好透露。

就国内的合作伙伴来说,蓝光英诺目前与四川大学华西医院达成了战略合作,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,届时中国首个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。”美国总统奥巴马在2015年国情咨文中已经把精准医疗项目纳入美国生命科学研究新领域。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。

伴随着国际化道路的一步步推进,杨铿也有了新的“烦恼”,“我发现以色列、日本、美国、德国有很多跟我们这个产业相关、非常有价值的项目,怎样最快地把这些产品引入到中国来,为我们的大健康产业有更大的贡献,这是我现在考虑的。

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