国产激情综合五月久久_女人夜夜春_国产精品一区二区av_99re视频精品_中文字幕在线欧美_亚洲人人

熱門標簽-網站地圖-注冊-登陸-手機版-投稿 3D打印網,中國3D打印行業門戶網!
當前位置:主頁 > 3D打印新聞 > 3D打印資訊 > 正文

徐銘恩表示:3D打印將批量制造人體器官

時間:2015-10-23 15:08 來源:《福布斯》 作者:中國3D打印網 閱讀:


杭州捷諾飛生物科技有限公司創始人徐銘恩

杭州捷諾飛生物科技有限公司創始人徐銘恩


杭州捷諾飛生物科技有限公司的實驗室工廠里,徐銘恩正在用3D打印機高速打印一個個半透明的“果凍”。不過,這里不是食品加工廠。

一臺外觀看上去充滿未來感的銀色生物3D打印機依據電腦中的復雜三維結構圖,噴射出人體活細胞和凝膠材料。猶如用混凝土構件微型建筑,3D打印機中的“細胞墨水”在接觸到空氣的瞬間凝固。

真正奇異的是兩周以后,經過培養液的誘導調控,這些“果凍”變成了一塊塊具有復雜血管結構和器官功能的肝臟組織、脂肪組織和皮膚組織,而它們可以在人體外穩定存活4個月。

“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。”39歲的徐銘恩笑著說,他是杭州電子科技大學教授、博導、捷諾飛生物科技公司創始人兼首席科學家。

當前更換器官最直接的方法是器官移植,然而器官移植不僅費用高昂,而且需求與供體比例嚴重失衡,大約為150:1,手術后病人還要終身服用抗排異反應藥物;人體克隆由于受到道德倫理的挑戰,更是被各國明令禁止。

“生物3D打印技術的發展讓未來批量制造人體器官成為可能。”徐銘恩說。

3D打印技術被視為改變制造業的顛覆性技術。相比傳統標準規模化制造方式,3D打印的獨特優勢在于讓看似矛盾的個性化定制和批量化制造融為一體。理想條件下,只要你能想到的,就可以用3D打印的方式制造出來。

因此,3D打印似乎可以被應用到各行各業。在醫學領域,3D打印已經在諸如牙科、骨科、假肢等領域推廣應用。不過,用細胞打印活體組織器官的過程卻與通常的3D打印方式不盡相同,是3D打印醫學應用的制高點。因為由細胞構成的生物體是在生長和不斷變化的,計算機中構建的虛擬模型并非終極目標所在,時間是三維之外的又一重要緯度。

生物學中一個著名實驗是3D打印細胞組織的理論基礎:將老鼠的動脈血管切成類似甜甜圈的一段一段,再將它們整齊排列放在培養液中培養72小時后,“甜甜圈”又重新連接形成可以輸送血液的功能性血管。

正因為這種生物體強大的“自組織”功能,科學家們想到將細胞按照組織器官的方式排列堆積,再通過培養和誘導控制細胞分化,就有可能形成一個具有功能的器官組織。“在整個組織構建過程中,3D打印機充當了將單個細胞精準堆積的技術工具,尤其面對組織內部復雜的結構時,3D打印優勢盡顯。”徐銘恩解釋。

用3D打印的方法,徐銘恩成功用脂肪干細胞重建了包含脂肪和胰島的體外組織。通過高濃度營養物質加強培養記錄了這塊3D打印的脂肪組織“變肥”的過程,觀察打印在脂肪中胰島的胰島素分泌的變化進一步驗證了組織對人體生理功能的仿真。

2012年4月,這一成果被全球重要學術刊物《生物材料》(Biomaterials)的一篇關于組織工程快速構建趨勢的評論文章贊譽為同行業中“極具魅力、最高水平”的成果,并在文章結尾對其應用前景做出預測。


可打印人體組織的3D打印機

可打印人體組織的3D打印機


年輕的教授并不滿足于讓成果停留于學術,2013年1月成立的捷諾飛生物科技就是徐銘恩將學術成果轉化為商業產品和服務的平臺。通過研發、銷售生物3D打印機、提供生物3D打印服務等,2014年捷諾飛生物科技公司的銷售收入已經達到數百萬人民幣,客戶包括默克等全球排名前十的制藥巨頭。

今年上半年,捷諾飛完成A輪融資,估值達3億人民幣。

徐銘恩出生于浙江杭州的一個醫生家庭。從小在各種物理競賽中展現天賦的他原本希望攻讀物理相關專業,但高中時一直陪伴自己成長的外公的突然離世讓徐銘恩頗受觸動。

“即便當時外公已經得到了最好的救治,但在ICU病房里,我們眼看著外公因腦溢血導致器官衰竭離去,卻無能為力。”徐銘恩回憶,“由此我對醫學產生興趣,但并不想做一名醫生,而是希望研究如何通過醫學技術創新來挽救更多生命。”

從本科到研究生,徐銘恩跨越了從藥學到生物醫學工程、材料、儀器等不同專業領域,直到取得博士學位。2004年,3D打印引起徐銘恩的強烈興趣,而他的跨學科背景恰恰成為跨入生物3D打印研究的優勢。2005年他申請到清華大學機械系做3D生物打印相關研究的博士后,師從被譽為“中國3D打印第一人”的顏永年教授。從一開始,徐銘恩便把打印細胞作為主要研究方向。

然而,實驗的進展并不如徐銘恩料想的那么順利。要讓3D打印機打印出來的細胞存活下來就是一個難題,不僅如此,打印出來的組織還必須保持相應的結構。

在剛開始的半年多時間里,徐銘恩幾乎毫無進展。他發現不是細胞在打印過程中受到損傷而無法存活,就是堆積起來的組織結構莫名其妙地解體、消失;好不容易讓細胞活下來了,他又遇到另一個“幸福的煩惱”——細胞因為瘋長而完全吞噬了之前設置的組織結構。自認為“實驗高手”的徐銘恩幾乎絕望:“我幾乎到了放棄的邊緣。”

直到2006年夏天,徐銘恩意外發現自己用脂肪干細胞培養的一塊組織不但存活,而且保留了完美的組織結構。“從那一刻起,我終于覺得自己做的事情不再是天方夜譚。”他說,并透露自己和同伴曾嘗試用油煎了這塊“人造脂肪”,甚至品嘗了它的味道。這一突破性的進展讓徐銘恩獲得國家自然基金的支持。

用3D打印諸如肝臟、腎臟等復雜的器官組織則難度更大。在突破脂肪組織后,徐銘恩和團隊成功打印出了具備肝臟基本功能的肝臟組織。肝小葉是肝臟結構與功能的基本單位,由中央靜脈、肝板、肝血竇等復雜結構組成,每個高2毫米、寬1毫米的肝小葉由大約10萬個肝細胞組成。

基于逆向設計思維,徐銘恩團隊首先徹底破解了肝小葉的組織架構,并以此在計算機上設計出肝小葉的三維圖紙,再用“肝細胞墨水”打印出由成千上萬個肝小葉組成的肝臟組織雛形,通過培養液的控制培養,形成真正的肝臟組織。

生物3D打印是一個新興學科,全球發展也只有10多年時間,在這方面徐銘恩顯然走在了前列。由于整個產業都處于起步階段,在做細胞3D打印的同時,徐銘恩還必須投入精力開發新的3D生物打印設備。

然而,長期依靠國家資金支持已經不能滿足徐銘恩的需求,徐銘恩想到結合商業發展技術成果。“這是個跨學科的行業,但是產業發展處于早期萌芽狀態,所以很多人才畢業后不得不另行擇業,留住人才是我創立捷諾飛的初衷之一。”徐銘恩說。在得到300萬元的天使投資后,徐銘恩成立了公司。

用3D打印出用于器官移植的完整肝臟、腎臟等仍然有待時日,但徐恩銘在3D打印細胞組織方面的成果已經足以服務龐大的商業市場,藥物篩選就是其中的代表。僅美國每年新藥研發的投入就達數百億美元,而諸如輝瑞、賽諾菲等國際制藥巨頭每年新藥研發投入更是達到80億至90億美元。如此巨大的投入之下,全球每年產生的原創新藥卻只有4到5個。

“藥物前期篩選效率低下是導致這一結果的主要原因。”徐銘恩稱。藥物的高通量篩選技術是以分子水平和細胞水平的實驗方法為基礎,但因為脫離了相應的生態環境,而使得實驗結果大打折扣;動物模型試驗時因動物和人存在種屬差異,很多在動物實驗中取得效果的藥物在人身上不起作用,甚至起反作用,這也極大影響了實驗結果的準確性。“3D細胞打印的人體組織恰恰解決了影響藥物篩選準確性的兩個主要問題,可以高度提升藥物篩選效率,”徐銘恩肯定地說,“我們預計這一市場的規模可以達到10億美元。”

被視為全球3D生物打印創新領導者、已在納斯達克上市的創新器官公司(OrganovoHoldings,Inc.)同樣是一家以提供3D打印細胞組織產品和相關服務的先鋒公司。這家年銷售77萬美元、凈虧損達到3,200萬美元的公司在今年9月的市值約3.8億美元。2014年他們推出自己的3D打印人體肝臟組織產品exVive3D,并宣稱獲得約200萬美元訂單。他們計劃2016年推出人體腎臟組織產品,并涉足3D生物打印機領域。


3D生物打印的鼻子

3D生物打印的鼻子


今年10月,捷諾飛也將正式宣布對外銷售商品化的3D打印肝臟組織產品Regenovo3D Liver;與此同時,代表更高效率的下一代多功能生物3D打印工作平臺也將面世。新的3D打印平臺功能全面、操作便捷,可以將復雜組織單元的打印效率提升到每小時36個,而且良品率幾乎達到100%。毋庸置疑,創新器官公司將遭遇一個來自中國的強大競爭對手。“無論在營收還是技術方面,我們都自信可以做得更好。”徐銘恩稱。

醫用輔具市場是捷諾飛看好的另一大市場,包括醫用手術導板、手術模擬和醫用康復輔市場,捷諾飛把目光放在了門檻較高的個性化術前模擬的服務提供方面。“以往手術成敗與醫生的臨床經驗關系密切,但是有了3D打印后,我們可以在手術以前把病人需要做手術的部位完全仿真出來,讓醫生以此制定手術方案,甚至實際操作演練。”徐銘恩說。

左心耳封堵術就是一項極其考驗醫生臨床能力的心臟手術。左心耳是長在左心臟上的一個小耳朵,全球大約有10%的人在發育過程中不能封閉,而血液長期滯留在左心耳中凝結,一旦出來極易導致血栓。全球大醫療公司推出了左心耳封堵器,依次來防止左心耳中的凝結的血液外流。

然而,這一手術給醫生造成極大困擾,原因在于每個病人左心耳的位置以及左心耳的大小都各不相同,而在手術過程需要X光照射,所以手術時間對于減少病人和醫生的輻射都極其重要。針對這一需求,捷諾飛在手術前對病人手術部位進行數據收集,并3D打印制作出相關手術模型,讓醫生在手術前就選擇好合適的封堵器。“我們的服務讓手術時間減少了2/3,目前正在為一些全球大公司服務。”徐銘恩說。

相比器官移植,3D生物打印在整形和軟骨修復方面的應用市場已經啟動。脂肪組織的打印技術已經比較成熟,它們作為可以避免產生排異反應的隆胸手術填充物可能會是絕佳的選擇,而且市場空間廣闊。軟骨修復同樣是一塊觸手可及的潛力市場,在徐銘恩的實驗室,打印一個耳朵的軟骨已經是輕而易舉的事情。

徐銘恩還在嘗試一些有挑戰性的項目,在細胞和電子傳感器芯片之間建立連接。在一個能夠感受細胞生長的傳感器芯片上打印細胞,通過傳感器檢測細胞的功能以及活性,從而形成一個細胞芯片。

“目前我們已經用這個細胞芯片來做藥物篩選,并且篩選出了一些很有前途的抗腫瘤藥物,”徐銘恩透露,“長遠來看,這項技術如果繼續發展下去,我們很可能打印出人造的感官器官,比如眼球內的視網膜、鼻子內的嗅上皮,甚至未來可能把一個器官通過一個接口與人的大腦連接。”

“谷歌總工程師庫茲威爾(RayKurzweil)曾預言,人類已處于永生的邊緣;我覺得違反自然規律的永生不一定合理,而我們工作的最大熱情是讓家人以及很多不認識的人生活得更長久、更健康。”在一個公開演講中徐銘恩如此感慨。

(責任編輯:admin)

weixin
評論
發表評論
請自覺遵守互聯網相關的政策法規,嚴禁發布色情、暴力、反動的言論。
評價:
主站蜘蛛池模板: 欧美电影免费观看高清 | 日本欧美在线观看 | 久久伊人色 | 亚洲精品一区二区三区在线观看 | 久久精品亚洲精品国产欧美kt∨ | 国产毛片一区二区 | 日韩视频在线免费播放 | 日韩成人精品 | 国产一级黄色大片 | 玖玖爱视频在线 | 国产免费一区二区三区 | 精品在线视频播放 | 国产毛片在线 | 亚洲精品电影在线观看 | 欧美三级视频 | 午夜小视频在线观看 | 久久九九| 成人动慢 | 国产干干干 | 成人在线视频网 | 可以看av的网站 | 成人av观看 | 欧美亚洲三级 | 国产精品美女久久久久久久久久久 | 国产一区二区三区免费视频 | 日韩在线精品强乱中文字幕 | 一区二区三区精品视频 | 欧美精品在线一区二区三区 | 成人国产精品久久 | av在线天堂网 | 久久综合成人精品亚洲另类欧美 | 日本va欧美va精品发布 | 成人影院在线观看 | 久久久久久久av | 日韩综合网| 女男羞羞视频网站免费 | 亚洲精品一二三区 | 黄色一级电影在线观看 | 国产情侣一区二区三区 | 亚洲欧美视频网站 | 久久人人爽人人爽人人片av不 |