廣州邁普：一張硬腦膜補片引領的生物3D列印進化之路

在當今精英薈萃的全球再生醫學領域，年輕的廣州邁普公司脫穎而出，成為全球生物3D列印技術中的佼佼者。就在這種條件下，邁普團隊用不到3年的時間，成功開發出再生型植入類醫療器械產品，即第一代人工硬腦膜產品。從一張硬腦膜補片，到更為複雜、先進的人工組織和器官開發，廣州邁普見證了一條生物3D列印進化之路。今天，廣州邁普生物3D列印技術產品研發領頭人徐弢博士將與您一起分享研發之路上的苦與樂。

左側為徐弢博士，右側為邁普公司董事長袁玉宇

接受採訪時，徐弢博士剛遠途出差回來。在他位於廣州科學城的辦公室裡，光線明亮，窗外一片綠意，一隻黑色電腦包隨意放在辦公桌旁邊的地上。

這位細胞列印美國專利的所有者，曾列印出一隻動物心臟。他以第一作者身份發表了世界上首篇學術性細胞列印論文，其首創的器官列印技術被美國《Business2.0》雜誌評為「二十一世紀改變世界的六大技術之一」。2001年徐弢赴美留學，8年後歸國創業，與師弟袁玉宇一起成立廣州邁普再生醫學科技有限公司(下稱「邁普公司」)。

從實驗室到成立公司，徐弢說自己思維上最大的改變就是從以往的技術出發變成了現在從市場需求出發。目前，邁普公司的3D列印硬腦膜補片和尿失禁懸吊帶兩種產品已經上市，個性化顱骨產品正在臨床階段，還有一款糖尿病足產品正在重點研發。

一張硬腦膜補片的商業化之路

大腦腦膜受損，用一張類似膏藥的膜貼上，細胞自然爬升覆蓋，最終受損處癒合，所貼的膜在「功成身就」後自然降解。

這張神奇的「膏藥」是生物3D列印生產的硬腦(脊)膜補片(商品名為「睿膜」)，由邁普自主研發，是我國首款獲得中國食品藥品監督管理總局(CFDA)批准的生物3D列印產品。

相對於傳統技術生產的同類產品，生物3D列印生產的硬腦(脊)膜補片因高度模擬自體腦膜的ECM(細胞外基質)微觀結構，不僅能快速促進自體細胞及血管定向、有序地生長爬行，而且無任何化學殘留、發熱及病毒傳染的風險，一年後最終降解成水和二氧化碳。

世界範圍內使用睿膜的患者已有數萬例，其中中國一萬餘例。徐弢告訴《第一財經日報》記者，強生、美敦力等公司十幾年前就開始生產腦膜補片，佔據大量的市場份額，而新生面孔睿膜之所以能切入這個市場，是因為現有腦膜補片產品多為動物材料，而動物源的膠原蛋白類存在吸收過快、有發熱風險等缺陷，日本甚至發生過一百多名患者因使用動物材料的腦膜補片而感染狂牛症的事件。睿膜所使用的合成材料則避免了這些問題。「睿膜剛好適應了此類產品升級換代的需要。」徐弢說。

現在聽來似乎睿膜的橫空出世十分順利，實則不然。長達五六年的研發周期不談，睿膜面世後的推廣也歷經困難。徐弢的搭檔袁玉宇回憶，他們第一次去國外參加全球最大、規格最高的醫療器械展，因產品僅僅用塑膠袋裝著，他們一度被人誤認為是騙子。5天飛5個國家去面見代理商的「空中飛人」日子也沒少體驗。

睿膜比動物材料的產品貴大概10%～20%。徐弢認為，對植入式醫療產品來說，其實價格並不那麼敏感，人們會因為質量好而使用而並非因為便宜才使用。因此睿膜走出國門並未自掉身價，其定價與主要競爭對手強生公司的價格是差不多的。

睿膜目前已經拿到歐洲、中國、韓國等地的相關認證，目前正在做美國的認證。徐弢透露，一家業內排名非常靠前的美國公司已表示希望跟邁普在美國進行全面合作的意向。

生物3D列印進化論

生物3D列印最早出現在上世紀90年代，最初是列印一些醫學模型，另外在牙科手術導板等方面有廣泛應用。過去20年，生物3D列印的生物材料越來越豐富，涉及金屬、陶瓷、高分子甚至細胞等具有生命活性的物質，創新應用也層出不窮。

國際生物製造學會主席孫偉教授以及清華大學生物製造創新團隊將生物3D列印技術按使用的生物材料的生物性能和產生時間分為四個層次：

一是製作幫助醫生進行手術分析的原型，這是用無生物相容性要求的材料製成的，應用包括3D列印醫療模型以及手術導板。邁普公司櫥窗裡陳列的數個3D列印的人腦模型就是此類產品，這些逼真的模型是根據醫院提供的數據經處理轉化為三維數據後並列印出來的，可以幫助醫生制定精確的手術計劃。

二是採用生物相容性好、非降解的材料製作永久植入體，最常用於骨等硬組織移植物，但這類材料呈惰性，與人體組織不發生反應。

三是採用具有生物相容性且可以降解的材料製作組織工程支架，並且植入支架可激活人體自主的修復機制，達到一定程度的組織再生修複目的，如睿膜。

四是採用活性細胞、細胞外基質、生長因子等，模擬人體組織的天然結構，進行可控有序組裝，製作具有生命功能的體外仿生三維生物結構體，應用包括再生醫學中人體組織器官的替代修復，以及藥物篩選中細胞組織藥理模型等。這種層次即細胞及器官3D列印，是現代意義上的生物3D列印。

3D列印也是許多資本爭相追逐的領域。根據國際快速製造行業權威報告《Wohlers Report 2014》數據，2013年全球3D列印銷售收入達30.7億美元，其中生物3D領域的應用佔13.7%，複合平均增長率為34.9%。Wohlers公司預計，未來3D列印產業將繼續保持兩位數的增長速度，到2020年將達到210億美元的市場規模，其中生物3D列印增長勢頭更為強勁。

生物3D列印的標準化產品最早是2007年由義大利公司開發出來的髖臼杯，該產品模擬骨小梁的微觀結構，便於骨組織的長入。大部分生物3D列印的標準化產品都集中在骨科領域。

徐弢解釋，骨頭的常見替代材料是鈦合金，為使其與人體骨頭更匹配，就需要降低鈦合金的強度，就要在上面打一些孔使其成為蜂窩狀，使用傳統的製造方法既耗時長成本又高，而3D列印則可以很好地解決這個問題。

還有一塊意義重大的領域是細胞列印。這也是徐弢此前重點研究的領域。目前，世界上已有公司利用細胞列印的技術列印出肝臟、腎臟等用作藥物試驗。對於此，徐弢表示，細胞列印的組織修復產品，雖然技術局部取得突破，但目前各國都未有相關的註冊法規，對產品的評價還存在巨大挑戰，產業化應用目前還未見報導，預計產業化應用要15年甚至更長的時間。

根據美國器官資源共享網絡(UNOS)公布的數據，目前美國每天有超過11萬人等待器官移植，而捐贈人數只有0.7萬人;全世界大約每1.5小時就有一名需要進行器官移植的病人因等待而死亡。據估算，中國每年對組織器官修復及移植的需求將超過1000萬例，現有市場規模超過1000億元人民幣。

是否可以利用3D生物列印技術列印出器官以緩解供體缺乏難題?徐弢說，理論上是可以的，但還需要很長的時間才能轉化成實際應用。以列印心臟為例，心臟是人體最複雜的器官之一，列印器官理論上需要把動物心臟細胞，如心肌細胞、纖維細胞和血管細胞準備培養好，經過3D印表機噴塗，為了保持細胞活性，還要準備特殊的培養器，提供氧氣、控制溫度和合適的酸鹼度，保證細胞存活。因此，上面所說的步驟只是從理論上來講，現實中涉及到細胞的選擇、材料的選擇和生物因子的選擇，每一個都是大課題。

然而，一旦這個方向有所突破，實現細胞列印對活體組織及器官的再造，將是人類現代醫學歷史上的劃時代成果，引領一場醫療革命。

文章來源：一財網

《3D列印世界》——中國3D列印行業第一本專業月刊

搜索官方微信帳號：「3D列印世界」，新鮮、有料、深度3D列印資訊，盡在3D列印世界！