■聚焦“2015年BT國際領(lǐng)袖峰會”

　　9歲女孩的右耳廓先天發(fā)育不全，今年7月份，港大深圳醫(yī)院整形外科團(tuán)隊(duì)通過3D打印輔助的耳廓塑型再造手術(shù)，讓女孩再長出一個(gè)正常的新耳朵；6歲男孩患有先天性成骨不全癥，生下來就是“玻璃骨”，雙腿骨折已經(jīng)有二三十次了，骨折過多導(dǎo)致雙腿慢慢彎成了交叉的環(huán)狀，最新的3D打印技術(shù)打印出一個(gè)1︰1仿真的下肢模型，再在模型上精準(zhǔn)設(shè)計(jì)手術(shù)方案，于今年6月順利進(jìn)行截骨矯形手術(shù)，讓他成為一名能獨(dú)立行走的“鋼鐵俠”……一個(gè)巨大的市場在不斷的創(chuàng)新當(dāng)中漸漸打開那扇門。

　　可以看到，3D打印在醫(yī)學(xué)臨床上的研究和應(yīng)用已經(jīng)越來越多。近日，國內(nèi)首個(gè)3D打印骨科植入物——3D打印人工髖關(guān)節(jié)產(chǎn)品也獲得國家食品藥品監(jiān)督管理總局注冊批準(zhǔn)。

　　那么，3D打印活體器官還有多遠(yuǎn)呢？23日，在2015年BT國際領(lǐng)袖峰會“醫(yī)用新材料與3D打印分論壇”現(xiàn)場，來自3D打印研究和產(chǎn)業(yè)界的專家就醫(yī)用新材料和3D打印的新方法、新發(fā)現(xiàn)和成果轉(zhuǎn)化等進(jìn)行交流和研討。記者從會上了解到，生物3D打印活體器官還面臨技術(shù)、倫理和監(jiān)管政策等方面的挑戰(zhàn)，目前離器官打印仍比較遙遠(yuǎn)。

　　南方日報(bào)記者 向雨航

　　應(yīng)用

　　3D打印仍以輔助手術(shù)為主

　　3D打印是第三次工業(yè)革命的重要技術(shù)，實(shí)際上3D打印在其他領(lǐng)域的應(yīng)用很多，但在醫(yī)療事業(yè)上剛剛起步。在臨床上，3D打印仍是一個(gè)輔助技術(shù)，在骨科、整形外科、牙科等領(lǐng)域，利用3D打印技術(shù)打印出“一模一樣”的器官模型，讓醫(yī)生根據(jù)模型制定手術(shù)方案等，降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

　　而在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，未來最具想象空間的是生物3D打印技術(shù)，可以“打印”出功能性的人體器官。什么是生物3D打印呢？清華大學(xué)機(jī)械系教授、邁普再生醫(yī)學(xué)科技有限公司創(chuàng)始人之一徐弢介紹，生物3D打印是利用3D增材制造原理，以加工活性材料包括生物材料、生長因子、細(xì)胞等為主要內(nèi)容，以重建人體組織和器官為目標(biāo)，跨學(xué)科和領(lǐng)域的新型再生醫(yī)學(xué)工程技術(shù)。生物3D打印代表了3D打印技術(shù)的最高水平。

　　生物3D打印分為四個(gè)層次。第一個(gè)層次是沒有生物相容性要求的材料，普通材料可以打印，例如醫(yī)療模型和體外醫(yī)療器械。第二個(gè)層次是有生物相容性要求，要進(jìn)入人體，但是不需要降解，以陶瓷和金屬為例，屬于永久植入的概念。第三個(gè)層次是比第二個(gè)再高一些，材料可以降解，更為重要的是刺激它能夠打開人自身修復(fù)的機(jī)制，就是組織工程支架的概念。第四個(gè)層次是以活性細(xì)胞、蛋白儀器其他細(xì)胞外基質(zhì)，用人的細(xì)胞打印活組，更遠(yuǎn)的是打印活組織用到人身上。

　　“現(xiàn)在第一層次的技術(shù)已經(jīng)突破了，正在轉(zhuǎn)化階段?！毙鞆|說，第二層次是永久植入，目前國內(nèi)西安交大的研究成果也正在報(bào)批，北醫(yī)三院的3D打印多孔椎體產(chǎn)品也進(jìn)入臨床階段。

　　第三個(gè)層次是組織工程支架概念，隨著組織生長的要求，慢慢降解，把位置讓給新生組織，甚至打開新生組織生長機(jī)制。清華大學(xué)通過低溫沉淀成形制造的3D打印做了一些臨床動(dòng)物試驗(yàn)，對照起來發(fā)現(xiàn)有明顯的好處。目前第一到第三層次的生物3D打印技術(shù)相對成熟，有產(chǎn)業(yè)化的競爭。第四個(gè)層次把細(xì)胞介入基本單元，屬于前沿科學(xué)，是現(xiàn)代意義上的生物3D打印，這也是目前科研重點(diǎn)攻克的方向，“如果研發(fā)成功，就具有非常大價(jià)值和意義，就搶占了產(chǎn)業(yè)的制高點(diǎn)?！毙鞆|說。

　　產(chǎn)業(yè)

　　標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品早于個(gè)性化產(chǎn)品

　　一個(gè)好的技術(shù)不應(yīng)用于臨床就是沒有意義的，這就需要實(shí)現(xiàn)科研的產(chǎn)業(yè)化。據(jù)了解，一個(gè)具有三類的植入醫(yī)療器械功能的生物3D打印產(chǎn)品從研發(fā)到上市至少需要6年的時(shí)間，其中動(dòng)物驗(yàn)證要2年，型式檢測也就是理化及生物學(xué)評價(jià)需要1年，臨床試驗(yàn)要2年，注冊報(bào)批要1年。目前國際上已經(jīng)上市的生物3D打印標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品有硬組織的植入產(chǎn)品、椎體融合產(chǎn)品和其他個(gè)性化產(chǎn)品。

　　“生物3D打印產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化有一個(gè)特點(diǎn)，就是其標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品的商業(yè)化要早于個(gè)性化產(chǎn)品?！毙鞆|說，例如髖臼杯表面打印。邁普再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)化的思路就是從標(biāo)準(zhǔn)化起步，再做個(gè)性化，“先把打印材料，再把藥結(jié)合起來，再把藥和器械結(jié)合，最后是活性組織細(xì)胞”。該公司已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，就包括人工硬腦膜、尿失禁懸吊帶，還有個(gè)性化顱骨醫(yī)學(xué)3D打印模型。其中，人工硬腦膜是世界上第一個(gè)硬腦膜產(chǎn)品，2011年在歐盟上市，2014年獲得國家食藥總局的批準(zhǔn)，在國內(nèi)已經(jīng)有兩萬多例的臨床實(shí)驗(yàn)。

　　徐弢表示，生物3D打印下一個(gè)產(chǎn)業(yè)方向是材料和藥物聯(lián)合打印，因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)用藥方面有一個(gè)很大的屏障，就是藥到達(dá)不了腦部，而用材料和藥物聯(lián)合打印，提升了抗腫瘤、抗感染藥的價(jià)值。此外，邁普再生醫(yī)學(xué)正在研究干細(xì)胞與材料的聯(lián)合打印，例如治療小兒腦癱，可以采用干細(xì)胞與材料的聯(lián)合打印，增加10倍的干細(xì)胞數(shù)量。

　　挑戰(zhàn)

　　仍存在政策法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)問題

　　生物3D打印雖然有一些產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入臨床并開始產(chǎn)業(yè)化，但是要實(shí)現(xiàn)打印活體器官的愿望還面臨許多挑戰(zhàn)。

　　首先是技術(shù)上。一是打印器官的形似和神似的問題。除了內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外形要求以外，神似能否達(dá)到呢？把細(xì)胞堆積在那里，它是否按照正常的生理發(fā)育學(xué)變成正常的組織器官？這里就涉及很多問題，例如細(xì)胞和細(xì)胞之間怎么交流？二個(gè)挑戰(zhàn)是血管網(wǎng)絡(luò)。沒有合適的血管網(wǎng)絡(luò)的重建，只有2-5個(gè)立方毫米的組織沒辦法活下去。人體自身還有再生的機(jī)制，就是毛細(xì)血管，而打印產(chǎn)品卻是不具備的。

　　其次是人類倫理問題。與生物克隆、干細(xì)胞遇到的人類倫理的挑戰(zhàn)不一樣，器官打印要取出成體細(xì)胞，成熟之后移植到體內(nèi)，而且這個(gè)細(xì)胞來自自體，沒有免疫的問題。

　　除了技術(shù)、倫理外，還有政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)問題。目前生物3D打印不管是材料、技術(shù)還是檢測上，都還沒有統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)?！坝么蟊娤M(fèi)品的概念做醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的東西不見得是不好的主意。我們一再呼吁早期介入國家標(biāo)準(zhǔn)制訂工作。”中國醫(yī)療器械行業(yè)協(xié)會外科植入物專業(yè)委員會理事長聶洪鑫表示，監(jiān)管部門對新材料的認(rèn)知程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，新材料的標(biāo)準(zhǔn)修訂是一件非常重要的工作。她建議在國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的翻譯、引入和自己標(biāo)準(zhǔn)的修訂、制訂工作方面，專家或者企業(yè)界研發(fā)人員應(yīng)早期介入。

　　打印活體器官到底還有多遠(yuǎn)？“這個(gè)問題還沒有答案?！毙鞆|說，借助美國國家科學(xué)基金會的發(fā)展路線圖，2—3年可打印植入物、假肢、支架、細(xì)胞，5年實(shí)現(xiàn)病和藥理模型，10年打印功能組織，15年完全實(shí)現(xiàn)活體器官?！半m然現(xiàn)實(shí)離器官打印還比較遙遠(yuǎn)，但是人類還是要有想法。這是《終結(jié)者》電影的片斷，這種液體機(jī)器人能夠慢慢形成，變成一個(gè)有生命力的人?！毙鞆|說。