覆蓋90%人體組織和器官，閔行這家生物3D打印企業(yè)“很科幻”
在閔行這片創(chuàng )新熱土上，浦江鎮正在悄然孕育著(zhù)生命科學(xué)的新機遇。隨著(zhù)新質(zhì)生產(chǎn)力的蓬勃興起，越來(lái)越多的生物醫藥企業(yè)聚集浦江，在科技革命與健康需求交匯的前沿陣地，以前所未有的速度影響著(zhù)人類(lèi)健康的未來(lái)。
“今日閔行”吉印通浦江鎮推出“科創(chuàng )浦江·生物醫藥”系列報道，帶您跨越實(shí)驗室與醫療機構，走進(jìn)每一項科研突破背后的故事，看科技創(chuàng )新如何轉化成改善生命健康的現實(shí)動(dòng)力。
在閔行區浦江智谷，一臺3D打印機精準造出一顆鮮紅的“人造心臟”，只需要一個(gè)多小時(shí)。
這里的華夏司?。ㄉ虾＃┥锛夹g(shù)吉印通擁有12種生物墨水的組合配方，能夠打印軟骨、骨、心肌、皮膚、肝臟、神經(jīng)導管等，覆蓋90%人體組織和器官。由于組分和結構都與真實(shí)細胞微環(huán)境極其相似，讓挑剔的人體自身細胞難辨真假，從而促進(jìn)組織器官再生。
首席執行官陳慧敏是國內最早進(jìn)行生物3D打吉印通究的資深專(zhuān)家之一。1990年，他成為哈佛大學(xué)博士后和講師；2018年，他帶著(zhù)領(lǐng)先的3D打印技術(shù)來(lái)到上海創(chuàng )業(yè)。經(jīng)歷6年艱苦的科研實(shí)驗，只為生物3D打印技術(shù)真正使用在人體、惠及普通患者的那一天。
如今，這一天即將到來(lái)，從膝蓋軟骨開(kāi)始。華夏司印自主研發(fā)的“生物3D打印槍”即將在上海交通大學(xué)醫學(xué)院附屬第九人民醫院開(kāi)展臨床驗證并完成二類(lèi)醫療器械申請。軟骨不可再生的長(cháng)期共識，有望成為歷史。01
讓軟骨再生
骨頭斷了能重新長(cháng)好，但因為沒(méi)有血管、淋巴管和神經(jīng)，軟骨幾乎不能再生。
這個(gè)難題困擾著(zhù)無(wú)數運動(dòng)愛(ài)好者和中老年人，在感受到膝蓋疼痛后，他們從醫生那里得到了一個(gè)共同的原因——軟骨損傷。
關(guān)節面上覆蓋的這層透明軟骨相當重要。沒(méi)有它，膝關(guān)節就不能正常工作。但是在高強度運動(dòng)時(shí)，或是隨著(zhù)年齡增長(cháng)，關(guān)節軟骨就容易損傷、磨損或變形，進(jìn)而引發(fā)骨性關(guān)節炎。
幾十年過(guò)去了，骨性關(guān)節炎患者可以選擇的治療方式還是這些：
外用藥和口服藥常常治標不治本；注射玻璃酸鈉只能止疼，效果短暫；糖皮質(zhì)激素副作用大，不宜多用；細胞因子只能改善關(guān)節內微環(huán)境，起輔助作用；即使近期有了療效不錯的間充質(zhì)干細胞治療，但因價(jià)格極高而曲高和寡。
可想而知，龐大的臨床患者亟待創(chuàng )新醫療方案的出現。
因此，當回國不久的陳慧敏詢(xún)問(wèn)師弟“什么是運動(dòng)醫學(xué)臨床上最常見(jiàn)又最難解決的問(wèn)題”，南京大學(xué)醫學(xué)院副院長(cháng)、南京鼓樓醫院運動(dòng)醫學(xué)與成人重建外科主任蔣青幾乎脫口而出：膝關(guān)節軟骨損傷，臨床上天天見(jiàn)，特別是60歲以上的人群，發(fā)病率可達60%以上。
0 2
從零開(kāi)始，中國創(chuàng )造
“國內外都沒(méi)有找到能解決的方法，我們只能從零開(kāi)始自己做。”陳慧敏在2016年手繪了一張概念設計初稿，2019年做出原型機，2021年做出工程機，經(jīng)過(guò)無(wú)數日夜的實(shí)驗研究，終于變成了全球首個(gè)原位注射成型的手術(shù)器械——“生物3D打印槍”。
產(chǎn)品經(jīng)理黃國濤展示了這把“槍”的使用方法。“子彈”是一種特殊的軟骨細胞水凝膠，把這種華夏司印獨有的生物材料注入膝蓋軟骨缺損處，就能營(yíng)造出仿生軟骨細胞的微環(huán)境，吸附骨髓來(lái)源的間充質(zhì)干細胞，將其誘導分化成為軟骨細胞，促成軟骨再生。
更重要的是這種水凝膠材料具有光敏性，在藍光照射下能夠立即固化，能為軟骨細胞提供很好的支撐，還能隨著(zhù)時(shí)間逐步降解，最終被自生的軟骨組織完全替代，實(shí)現軟骨再生。
生物3D打印槍的注射針頭細而長(cháng)，可通過(guò)關(guān)節鏡進(jìn)入人體關(guān)節，注射和光固化的時(shí)間也很短，因此已被界定為“無(wú)源二類(lèi)醫療器械”。目前已擁有三項獨家專(zhuān)利，另有四項正在申請中。
對于較嚴重的耳軟骨缺損——小耳癥，華夏司印還可以直接3D打印出一個(gè)“人造耳軟骨”，為每一位小耳癥患者量身定制與真正的軟骨組織非常相似的耳支架，讓人體軟骨細胞得到充足的氧氣和營(yíng)養，從而完成再生。
這項技術(shù)即將在北京整形外科醫院開(kāi)展臨床試驗，幫助小耳癥患者修復耳軟骨，再造一個(gè)與健康側耳相差無(wú)幾的“再生耳”。
“細胞是非常挑剔的，它知道那個(gè)微環(huán)境你模仿好了沒(méi)有，如果不好，它就死亡。”陳慧敏對材料的研究一直走在國內前沿，多達12種生物墨水已成為100多家企業(yè)、院所科研實(shí)驗的剛需材料。
軟骨是由膠原、透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素等成分構成，骨的組分里少不了羥基磷灰石或磷酸三鈣，而皮膚表層的主要成分則是角質(zhì)素……而且每一種人體組織都有著(zhù)不同的蛋白質(zhì)和多糖。
因此，想要做出最相似的生物墨水配方，需要無(wú)數科研實(shí)驗，有了好的結果之后，申請專(zhuān)利、發(fā)表文章、開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，然后再進(jìn)行產(chǎn)品GMP生產(chǎn)、注冊申報、人體臨床試驗……
“陳教授除了吃飯和睡覺(jué)都待在實(shí)驗室里。”行政經(jīng)理唐琳告訴記者，過(guò)去6年里，他每天都要工作十幾個(gè)小時(shí)。在問(wèn)及是否勞累時(shí)，陳慧敏笑道：“全心投入是每個(gè)創(chuàng )業(yè)者的基本功！”
0 3
目標——臨床！
當你走進(jìn)位于浦江智谷的華夏司印公司，你會(huì )看到“專(zhuān)注、卓越、普惠”三個(gè)詞，非常醒目。
一定要堅持到生物3D打印技術(shù)應用于臨床、普通患者受益的那一天，是陳慧敏夢(mèng)寐以求的目標。而醫生們的期待是陳慧敏的動(dòng)力來(lái)源。每次去合作醫院，“醫生總說(shuō)，臨床上沒(méi)有辦法滿(mǎn)足的剛需，現在有希望了，感慨相見(jiàn)恨晚，讓我感覺(jué)這件事是有價(jià)值的。”
2015年，在陳慧敏回國前發(fā)生了一件事：奧運冠軍劉翔肌腱受傷，前往美國休斯敦進(jìn)行手術(shù)。
“真希望有一天，中國運動(dòng)員的傷病，能在我們中國治好。”彼時(shí)剛剛萌生回國創(chuàng )業(yè)念頭的陳慧敏博士這樣想。
邁出的第一步用了6年，如今生物3D打印槍治療軟骨損傷即將開(kāi)展臨床試驗，但這只是一個(gè)開(kāi)始，“我們的肌腱修復項目也在研發(fā)中了。”陳慧敏信心滿(mǎn)滿(mǎn)地說(shuō)。
來(lái)源：今日閔行
