國際生物3D列印技術領跑者 讓批量製造人體組織器官成為可能
人類的肝臟單元、血管、軟骨……只需輕點一下3D印表機，就能一一打出，而且細胞還是存活的。這可不是科幻電影里的情節，而是在杭州一家「黑科技」公司內真實發生的事。
捷諾飛公司董事長徐銘恩告訴記者，他們列印的製品已經在皮膚、軟骨、脂肪組織的修復等方面陸續進入臨床實驗。
2014年，捷諾飛獲得第三屆中國創新創業大賽先進位造行業總決賽企業組第三名。如今，捷諾飛自主研發的生物材料3D印表機Regenovo，可成功列印出較小比例的人類耳朵軟骨組織、肝臟單元，列印的細胞存活率高達90%以上，可存活4個月。該技術不但推進了3D列印醫療器械、人工組織器官的臨床轉化進程，也為新葯篩選提供了全新的解決方案。
讓批量製造人體組織器官成為可能
「汽車壞了可以到4S店更換零部件維修，但如果人的器官壞了，現在還沒有一家可以隨時更換器官的『4S店』。」徐銘恩說。
徐銘恩告訴記者，全球每年至少有600萬患者需要器官移植，但只有10萬人能夠等到合適的捐助者。此外，即便進行了器官移植，患者往往也會面臨免疫排異的問題。生物3D列印為人造組織器官提供了新的技術可能，由於是通過病人自身細胞培養而來，排異反應的概率顯著降低，可避免終生服用免疫抑製劑，而且也不會因長時間等候器官捐獻者延誤病情。
2016年底，國家重點研發計劃推出「十三五」期間首個面向活細胞3D列印的「個性化植、介入器械的快速成型及生物3D列印技術」重點專項。捷諾飛聯合南方醫科大學、華南理工大學、北京301醫院、第二軍醫大學附屬上海長征醫院等單位聯合申報最終獲得立項支持。
2017年11月，捷諾飛推出了國內第一代高通量集成化生物3D印表機「Bio-architect X」。「Bio-architect X」集納了50餘項技術創新和突破，其列印噴頭可兼容多種列印原理並多通道協同，集成微層析成像系統可在線檢測列印質量並反饋控制列印，從而實現對醫療製品的大批量穩定製備。
「Bio-architect X的成功研製，標誌著我國生物3D列印設備與國際先進水平，完成了從『並跑』到『領跑』的轉變。這是生物3D列印邁向臨床應用的重要一步。」徐銘恩認為，未來幾年，生物3D列印將迎來一段突破期，或將打開一個大市場。
3D列印藥物篩選模型為新葯開發提供全新方案
由於缺乏準確的藥物篩選模型，新葯研發一直是個高成本、低效率和高風險領域，國際上單個創新藥物的開發成本普遍超過10億美元，耗時10年左右。
徐銘恩告訴記者，進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主要是高通量藥物篩選和動物模型藥物篩選。其中高通量藥物篩選的相關率小於1%，動物模型藥物篩選的無關率達58%，平均每100個動物試驗結果好的藥物只有不到10個可以走完臨床試驗，這使得新葯的轉化率極低。
「新一代的生物3D印表機，可以用人源細胞3D列印的組織構建病理模型，能準確反映化學和生物藥物在人體內的藥理活性，從而提高藥物篩選成功率，將為創新藥物開發帶來革命性改變。」在徐銘恩看來，由技術而衍生的新葯開發市場將會是一片藍海。
「用生物3D列印出來的組織器官進行藥物篩選，將給整個藥物篩選體系帶來革命性的改變。」徐銘恩說，他們也在嘗試一些更有意思的工作，比如把細胞列印到晶元上，然後讓細胞和晶元之間建立信號的傳導。但他也反覆強調，藥物和醫療器械的研發都需要一個很長的周期和大量的資金投入，這是生物醫藥產業的規律。因此無論時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列印技術做出人工的、人造的感受器官來，比如眼睛、鼻子。生物3D列印技術也可以幫助研究腦機介面的科學家研究清楚細胞和晶元之間是怎麼傳輸信號的，可以用大腦直接操控機器。」徐銘恩對生物科技的未來充滿信心，但同時，他也有自己的堅守——「敬畏生命，這是探討生物3D列印乃至整個醫療行業商業模式的前提，任何放鬆警惕和打擦邊球的行為都可能造成重大後果。」
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