【中国智造:猪装上3D打印出的心脏还能存活】杨铿的3D生 ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 21:52:17


杨铿的3D生物打印“+”

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杨铿的3D生物打印“+”

来源:科技日报 2015-11-18 12:35


杨铿不是发明这台机器的人,他是“加”出这台机器的人。

在近日举行的全国双创周上,一台四川成都高新区推荐参展的3D生物血管打印机引发关注。

“配合‘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。我们在实现器官再造的路上迈出了坚实一步……”几天后,国际再生医学研究应用与规范联盟主席、“千人计划”专家康裕建,在成都发布会现场介绍着这台全球首创的3D生物血管打印机,而留着板寸发型的杨铿安静地坐在台下。

当更多人好奇何时才能打印器官时,杨铿想的却是如何让科技成果转化得更顺畅,让科学家发挥更大的创造力。在“大众创业、万众创新”的号角声里,杨铿一直在打磨“核心技术+资本”与“科学家+企业家”的模式。

3D生物打印血管的突破性意义

杨铿说有大健康产业的情结。他曾被成都大医院的人山人海震撼过,当然他更知道个性化医疗领域面临上千亿美元的市场。

3D打印是解决健康产业个性化需求和规模化制造矛盾的方案之一,被置于制造业的塔尖,其定制性对于个性化治疗是个福音。《中国制造2025》明确指出,要实现生物3D打印,诱导多能干细胞等新技术的突破和应用。作为上市公司蓝光发展股份有限公司的董事长,杨铿认为房地产仍是企业和社会经济发展倚重之所在,而大健康产业则是驱动发展的新引擎。

“3D生物打印血管的突破性意义在于,我们利用干细胞为核心的3D生物打印技术体系已经完备。其中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。”杨铿告诉记者,有了这套技术体系,器官再造在未来成为可能。一年多前,由蓝光英诺研发的3D生物打印血管项目入围国家863计划,科研时间为期三年,但仅仅花费一年半的时间就提前实现重大技术突破。

杨铿与美国华尔街的投资家罗杰斯是老朋友,后者曾与索罗斯一起创办了著名的量子基金。罗杰斯说在美国看过多家3D打印公司,但大都没有实质性进展,甚至他都不太确立什么是“判断其成功的标准”。他说在西方很多人都认为中国在创新领域“擅长于复制”。杨铿对他说,去我那里看看吧。

当罗杰斯看到猪装上3D打印出的心脏还能存活,以及从机器里打印出的具有生命活性的血管后,就成为了杨铿的义务宣传员,逢人便说,你应该去看看。

“核心技术+资本,企业家+科学家”

杨铿今年走了不少地方,遍访英国、美国、加拿大的知名医学院后,他发现3D生物打印方面,大家都在起步阶段。杨铿打算与国际上医学院为背景的医院加强合作,并希望课题注重转化。

南方医科大学基础医学院院长黄文华这样评价杨铿,他虽然不懂技术,但是知道怎么把科技转化成生产力。杨铿在成都某国企技术开发部当过多年主任,他长期都被一个现象所困惑,很多研究机构和大学的专家,心思都放在“写文章、评职称”上,结果就是科技成果的转化率不高。

对此,经过多年思索与总结,杨铿说,“我有一个理念,那就是怎么样让科学技术与资本进行结合,让企业家和科学家结合”。而他也确实是这么做的。

“康教授私下叫我老弟,我叫他老兄,这就是缘分。”杨铿回忆道,认识康裕建是在政府举办的招商引资、投资洽谈活动上,康裕建作为首批“千人计划”专家在华西医院作客聘教授。在共同的平台上,两人有了多次交流。

康裕建早已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,提出了“干细胞+3D打印=3D”生物打印的概念,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”。

康裕建当时也在为自己的科研找寻突破机会,其研究也急需资本推动。因为有了“生物砖”这个构建器官的生物材料后,实现器官再造还需要两件关键性的工具:云计算大数据平台和3D生物打印机。前者为3D生物打印提供了精准的数字模型,让组织、器官打印有了数据基础;后者则能让细胞实现精准排列分布。如何建立云平台?如何研发、生产3D生物打印机?这显然就不再是再生医学、干细胞研究领域的事情。

杨铿得知这一情况后,决定推动3D生物打印这个项目。除了资本的力量,这一项目需要跨多学科合作,另一名“千人计划”专家周惠兴教授加入,主研3D生物打印机开发。

其实,“核心技术+资本,企业家+科学家”的“加号”本质上就是通过一个商业模式来整合资源,这个商业模式里面的核心要有股份分享计划。杨铿说,“市场化对接的程度越高,科研人员的主动性和创造力就会发挥得越好。今天,核心科学家都是我们的股东,现代企业如果没有一流的、最好的激励机制,你就不能称之为现代企业。持股计划不但要做,而且要一轮一轮地做。”

据了解,康裕建占蓝光英诺30%的股权,英诺的管理团队占股5%,其所属蓝光发展则持股65%。资本和技术,企业家和科学家就此走到一起。

10月1日,全国人大常委会关于修改《中华人民共和国促进科技成果转化法》的决定正式实施,该修订强化了企业在科技成果转化中的主体作用,也完善了对科技人员的奖励制度。杨铿所做的尝试也恰恰契合了这一法律的修订。

对贡献最大的、最需要的人才,杨铿有十二个字“共同创造 勇于担当 勇于分享”。

铺设一条技术大道

杨铿的另一个“加号”是我们所熟知的那个。“我理解的‘互联网+’更在于‘+’的延伸、拓展,即和其他行业、技术的结合、嫁接等。”“大众创业、万众创新”并不是小微企业的专利,涉足全新的3D生物打印,发展合作模式的创新,对于杨铿本身就是一次创业。因此不久前蓝光英诺被四川成都高新区推荐参加全国“双创周”展览。

“不只是创业模式的革新,从技术层面而言,蓝光英诺3D生物打印也是中国经济新常态形势下‘互联网+’模式的典型代表。”杨铿说,“从蓝光英诺3D生物打印的应用市场看,能提高诊断正确率、提高手术成功率和手术极限的3D看片系统;基于大数据健康云平台的智慧医疗等领域都需要广泛使用互联网技术。”

杨铿表示,未来他们计划在世界范围内投资、收购、引进和3D生物打印、生物医药、再生医学等相关的人才、技术、实验室等,正是出于这种“+”的理念。

“这台打印机只是一个载体,我们已掌握了核心技术。”杨铿希望形成系统化的3D生物打印技术在医学领域的应用平台,并向社会提供完整的医学解决方案,包括医疗影像云平台、生物墨汁、生物打印机以及打印后处理系统。这就相当于铺设了一条技术大道,让所有医学研究机构共享合作,共同发展。(生物谷 Bioon.com)

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杨铿说有大健康产业的情结。他曾被成都大医院的人山人海震撼过,当然他更知道个性化医疗领域面临上千亿美元的市场。

3D打印是解决健康产业个性化需求和规模化制造矛盾的方案之一,被置于制造业的塔尖,其定制性对于个性化治疗是个福音。《中国制造2025》明确指出,要实现生物3D打印,诱导多能干细胞等新技术的突破和应用。作为上市公司蓝光发展股份有限公司的董事长,杨铿认为房地产仍是企业和社会经济发展倚重之所在,而大健康产业则是驱动发展的新引擎。

“3D生物打印血管的突破性意义在于,我们利用干细胞为核心的3D生物打印技术体系已经完备。其中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。”杨铿告诉记者,有了这套技术体系,器官再造在未来成为可能。一年多前,由蓝光英诺研发的3D生物打印血管项目入围国家863计划,科研时间为期三年,但仅仅花费一年半的时间就提前实现重大技术突破。

杨铿与美国华尔街的投资家罗杰斯是老朋友,后者曾与索罗斯一起创办了著名的量子基金。罗杰斯说在美国看过多家3D打印公司,但大都没有实质性进展,甚至他都不太确立什么是“判断其成功的标准”。他说在西方很多人都认为中国在创新领域“擅长于复制”。杨铿对他说,去我那里看看吧。

当罗杰斯看到猪装上3D打印出的心脏还能存活,以及从机器里打印出的具有生命活性的血管后,就成为了杨铿的义务宣传员,逢人便说,你应该去看看。

“核心技术+资本,企业家+科学家”

杨铿今年走了不少地方,遍访英国、美国、加拿大的知名医学院后,他发现3D生物打印方面,大家都在起步阶段。杨铿打算与国际上医学院为背景的医院加强合作,并希望课题注重转化。

南方医科大学基础医学院院长黄文华这样评价杨铿,他虽然不懂技术,但是知道怎么把科技转化成生产力。杨铿在成都某国企技术开发部当过多年主任,他长期都被一个现象所困惑,很多研究机构和大学的专家,心思都放在“写文章、评职称”上,结果就是科技成果的转化率不高。

对此,经过多年思索与总结,杨铿说,“我有一个理念,那就是怎么样让科学技术与资本进行结合,让企业家和科学家结合”。而他也确实是这么做的。

“康教授私下叫我老弟,我叫他老兄,这就是缘分。”杨铿回忆道,认识康裕建是在政府举办的招商引资、投资洽谈活动上,康裕建作为首批“千人计划”专家在华西医院作客聘教授。在共同的平台上,两人有了多次交流。

康裕建早已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,提出了“干细胞+3D打印=3D”生物打印的概念,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”。

康裕建当时也在为自己的科研找寻突破机会,其研究也急需资本推动。因为有了“生物砖”这个构建器官的生物材料后,实现器官再造还需要两件关键性的工具:云计算大数据平台和3D生物打印机。前者为3D生物打印提供了精准的数字模型,让组织、器官打印有了数据基础;后者则能让细胞实现精准排列分布。如何建立云平台?如何研发、生产3D生物打印机?这显然就不再是再生医学、干细胞研究领域的事情。

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据了解,康裕建占蓝光英诺30%的股权,英诺的管理团队占股5%,其所属蓝光发展则持股65%。资本和技术,企业家和科学家就此走到一起。

10月1日,全国人大常委会关于修改《中华人民共和国促进科技成果转化法》的决定正式实施,该修订强化了企业在科技成果转化中的主体作用,也完善了对科技人员的奖励制度。杨铿所做的尝试也恰恰契合了这一法律的修订。

对贡献最大的、最需要的人才,杨铿有十二个字“共同创造 勇于担当 勇于分享”。

铺设一条技术大道

杨铿的另一个“加号”是我们所熟知的那个。“我理解的‘互联网+’更在于‘+’的延伸、拓展,即和其他行业、技术的结合、嫁接等。”“大众创业、万众创新”并不是小微企业的专利,涉足全新的3D生物打印,发展合作模式的创新,对于杨铿本身就是一次创业。因此不久前蓝光英诺被四川成都高新区推荐参加全国“双创周”展览。

“不只是创业模式的革新,从技术层面而言,蓝光英诺3D生物打印也是中国经济新常态形势下‘互联网+’模式的典型代表。”杨铿说,“从蓝光英诺3D生物打印的应用市场看,能提高诊断正确率、提高手术成功率和手术极限的3D看片系统;基于大数据健康云平台的智慧医疗等领域都需要广泛使用互联网技术。”

杨铿表示,未来他们计划在世界范围内投资、收购、引进和3D生物打印、生物医药、再生医学等相关的人才、技术、实验室等,正是出于这种“+”的理念。

“这台打印机只是一个载体,我们已掌握了核心技术。”杨铿希望形成系统化的3D生物打印技术在医学领域的应用平台,并向社会提供完整的医学解决方案,包括医疗影像云平台、生物墨汁、生物打印机以及打印后处理系统。这就相当于铺设了一条技术大道,让所有医学研究机构共享合作,共同发展。(生物谷 Bioon.com)

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澳大利亚科学家发布3D生物打印新“墨水”
美研制能“打印”活体器官的3D生物打印机
全球首台商业化3D生物打印机 打印人体的组织和器官
http://3ddayinzaixain.baijia.baidu.com/article/212766

3D打印血管就此诞生

3D打印在线 10月30日 14:37

3D打印 血管 打印机 分类 :互联网
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一台看似古董的黑色打印机,利用结构小巧、配合精准的双喷头,在特制的空间旋转杆上,两分钟之内就打印出10厘米的血管。


一台看似古董的黑色打印机,利用结构小巧、配合精准的双喷头,在特制的空间旋转杆上,两分钟之内就打印出10厘米的血管。

“他们现在用3D打印制造人工血管,以后可能还会制造其他的人工器官组织。他们是不是可以做人工大脑,这样我就会变得更聪明。”华尔街的风云人物,国际投资家吉姆·罗杰斯参观四川蓝光英诺生物科技股份有限公司后如是说。10月25日,该公司宣布具有完全自主知识产权的863项目——3D生物打印血管项目获得重大突破,全球首创3D生物血管打印机成功问世。

血管可以被打印出来?我们离打印器官还有多远?这么科幻的技术是怎样走入你我的生活?

经过了解,一个以干细胞为核心,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的3D生物打印技术体系已经逐渐完备。有了这套技术体系,使得器官的再造在未来成为可能。

此3D打印非彼3D打印

3D打印也被称为增材制造,是快速成型技术的一种,一般以数字模型文件为基础,运用粉末状金属、塑料或树脂等可黏合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

不同于市面上现有的3D生物打印机,3D生物血管打印机可以打印出血管独有的中空结构、多层不同种类细胞。这是世界首创。“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。

两个打印碰头源源不断地喷出由“生物砖”组成的生物墨汁,打印一根10厘米长的血管,仅需两分钟。我国首批“千人计划”专家、蓝光应诺首席科学家康裕建描述了大致过程:首先是内皮细胞,然后是平滑肌细胞,最后是成纤维细胞,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”……

“血管是有层次的,不但要做分层,而且每一层有不同的细胞,每种细胞有不同的功能,这是做3D生物血管打印最大的挑战。”康裕建说。

2001年,康裕建在美国路易维尔大学工作期间,曾参与并帮助该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,而且需要150磅体重以上成年男性才能承受的手术要求,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,让康裕建想到了解决难题的路径。他携团队打印出了人工心脏,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?

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。

核心的核心 不是砖的砖

3D生物血管打印的核心技术是生物砖(Biosynsphere)。康裕建自信地表示这个词汇终将会被收入《大英百科全书》。

生物砖并不是砖块,也非方方正正之形,这是一种新型的、精准的、具有仿生功能的干细胞培养体系。它可以利用含种子细胞(干细胞、已分化细胞等)、生长因子和营养成分的“生物墨汁”,结合其他材料层层“打印”出具有生物活性的产品,再经培育处理,形成有生理功能的组织结构。“它有一个壳,这个壳不是简单的鸡蛋壳,而是有功能,可生物降解、具有力学强度和抗机械损伤能力。而里面是细胞生长因子和成千上万种的营养成分。”

“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。”康裕建表示。凭借15年的积累和持续研究,他将具有开创性意义的“生物砖”技术,用于复制胚胎发育时期的各种微环境,使干细胞在体外可以得到精确的定向分化控制,让器官打印成为可能,拿到了器官再造的“钥匙”。

一条3D生物打印创新链

中国工程院院士戴尅戎告诉记者,“3D生物打印的定制性对于个性化治疗是个福音”。对此康裕建表示,“如果我们两个人都是需要一根头部的血管,但是你我的血管不一样,你的血管给我,我的血管给你,都可能出现问题。所以我们需要把个性化的信息做出来,大家知道云计算,我们也需要更精准的能将每个人能够区别出来的计算方法。”

据介绍,蓝光英诺已经打造了一个以干细胞为核心,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的3D生物打印技术体系。蓝光英诺希望借助其体系,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。

据了解,以生物砖技术为核心的3D生物打印将在基础研究(3D细胞培养,胚胎学研究、细胞疾病模型)、临床应用(细胞治疗、诱导组织再生、诱导血管再生)、产业化应用(用药预测、损伤修复、再生医学、修复、替代病变组织和器官)等领域发挥突破性作用。任东川说,“尤其是那些渴望创新性思维的医学机构,是我们首选的合作目标。”

“以药物研发为例,以往的体外细胞研究是基于二维空间的平面实验,但人体环境是三维空间,二维空间的平面实验得到的结果很难真实反应人体真实情况,由此带来治病机制和药物研究的结果最终难以用于临床。同时在药物运用到人体前,还需要先在动物身上进行试验,也有部分对动物有效的药物可能对人体无效而最终不能用于临床,还有些病毒因只在人体传播,动物不具有实验性,没有合适的动物检测模型,而限制了药物的开发范畴。”康裕建说,“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。”

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。

“医疗影像云平台还能在手术仿真、手术导航、术前模拟等方面发挥作用,提高手术成功率,减少真实手术时间,降低患者痛苦。同时,将医学病例存入数据库,不断优化医疗方案和手术流程,为智慧医疗奠定基础。”任东川说,与四川大学华西医院在3D影像系统的运用方面已有成功经验。

除了公司的首席科学家,康裕建的头衔有很多,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等,他在跟记者沟通时说道,“我们不要宣传我们是第一,我们没有必要争那个第一,我们做的这个事我们认为仅仅是一个有用的事,我希望我们通过这样一个平台,能够为大家制造出一个每个人都可以成为第一的平台,就像我们在座的,每一个人都可以找到一个方向和我们合作,成为你各自的第一。”

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