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迈普医学:立志打印“会跳动的心脏” 自主研发细胞打印机

2017-07-03 08:16 来源:南方日报

  通过3D打印的肿瘤模型,医生可提前进行手术规划及“彩排”,降低手术风险。受访单位供图

  “大部分设备可打印非活体组织,但打印活体组织,并在无菌条件下直接植入人体,却是新的挑战。”在广州开发区的迈普再生医学科技有限公司(下称“迈普医学”)办公室内,该公司董事长袁玉宇透露了他们一直以来的困惑。

  因开发出中国首个进入全球高端市场的再生型植入类医疗器械产品——睿膜,迈普医学逐渐被大众所熟知。然而,高精度的3D打印产品有赖于好的3D打印设备。为了突破设备的限制,迈普医学近年来开始进军3D打印产业链上游——自主开发生物3D打印装备,突破设备的瓶颈。

  作为中国首家运用生物3D打印技术开发植入医疗器械的高新技术企业,迈普医学深知原始创新的重要性。未来,他们还有更大的计划——做中国生物3D打印的“黄埔军校”,对来自全国各地的医疗人才进行全方位的深度培养。

  ●南方日报记者 昌道励 见习记者 林野

  统筹:黄伟 陈思勤 昌道励

  进军“上游”

  自主研发生物3D打印设备

  “这是去年10月,深圳一个9岁女孩的头颈部肿瘤模型,她的颅内底部有一个肿瘤,而血管、神经刚好从肿瘤中间穿过。”袁玉宇拿着3D打印的肿瘤模型说,这个手术风险非常高,稍有不慎动到神经,就会导致颈部以下瘫痪,“当时北京、上海的医生都不敢为她做手术”。

  过去,对于这种复杂手术,仅通过观察X光片、CT或磁共振图像,医生无法进行精准把握。如今,通过迈普3D打印的肿瘤模型,医生便可提前进行手术规划及“彩排”。“手术刀从哪里进去,能刚好切除肿瘤又不影响动脉、脊髓等,同时模拟可能出现的各种问题,大大降低手术风险,提高手术成功率。”袁玉宇感到很自豪,“这个小女孩已经回去上课了”。

  袁玉宇认为,精准手术是精准医疗一部分。特别是对重症肿瘤手术这类精准度要求特别高、容易产生各种并发症的手术,通过3D打印构建肿瘤模型,可精准分析肿瘤与脑组织、神经纤维、血管等的关系,帮助医生在术前进行手术规划和模拟,缩短手术时间,提高成功率。“我们做过动脉瘤、脊柱、垂体瘤、小儿颅骨畸形等相关疾病的模型,已为约2000例复杂手术提供了个性化方案设计”。

  精准的肿瘤模型有赖于好的3D打印设备。据袁玉宇观察,国内的设备在性能上相比美国、德国等发达国家落后不少,尤其是在一些关键核心的器件上,国内几乎是空白,只能从国外引进。与此同时,软件方面也有待提升与加强。目前,国内市场大部分被美国、瑞士、日本等地的几个品牌抢占。

  “特别是打印活体组织,并在无菌条件下直接植入人体,是全行业面临的新挑战。”袁玉宇说,用细胞打印活体组织器官的过程与通常的3D打印方式不尽相同,是3D打印医学应用的制高点。

  为此,近两三年,迈普瞄准产业链上游,对生物3D打印装备进行改进和自主研发,以突破设备的瓶颈。

  MP BIOPRINT 3.0就是迈普自主开发的最新设备,这是一款具有独立的自主知识产权和国际先进水平的细胞打印机。不同于传统的细胞打印方式,MP BIOPRINT 3.0是一款可个性化定制的生物3D打印装备,打印过程中细胞存活率高,突破了现有3D打印装备的打印精度、速度和效率等性能瓶颈。

  “应该是目前全球功能最强大的设备了。”袁玉宇透露,目前,这种设备已经接到不少订单,准备量产。

  抢夺人才

  两年内再申请800项专利

  “居然可以打印‘会跳动的心脏’!我就主动跟导师请示,希望参与这个项目。”3年前,苏州大学神经外科学专业博士代兴亮来到迈普,开始他的产学研生涯。

  此前,他所在的课题组在进行“体外建立模拟体内微环境的肿瘤模型”研究时,一直面临难以突破的瓶颈。“我的博士生导师听了迈普医学徐弢教授的报告后,当即决定一起开展体外3D生物打印脑肿瘤模型的研究。”代兴亮说。

  从学校到企业,代兴亮的视野拓展了很多,也跟市场更接近了。公司有各种知识背景的同事,有材料学、机械工程、化学、医学、生物学、动物学等,还有国外留学的海归、国内顶级学府的博士和博士后。大家一起研讨共同商量解决对策,各个专业的知识交融碰撞,非常容易产生“火花”,找到合理的解决路径。

  “我们还会根据市场需求及时修正研发方向,帮助解决有需求单位的实际困难。”代兴亮说,在学校,每个课题组之间相对独立,知识面相对窄,有时仅仅局限在一个研究领域,如果遇到问题很容易进到“死胡同”,找不到解决办法。

  记者了解到,许多像代兴亮这样的高层次人才,通过产学研合作形式来到迈普,进行更接地气的研发创新。迈普长期与国内外再生医学及医疗器械领域的顶尖大学和科研院所合作,比如与美国Wake Forest大学、清华大学、华南理工大学、四川大学、北京协和医院、301医院、中山大学系列附属医院等单位建立了产学研合作关系。

  在人社部的批准下,迈普医学还设立了“企业博士后科研工作站”,目前已经培养了6名博士后高层次人才。“有效地将科研院所的科技平台和研发实力与企业的产业化经验和基础条件相结合,使项目实施的效率更高,成果更显著。”袁玉宇说。

  事实上,迈普还有更大的目标——做中国生物3D打印的“黄埔军校”,以项目作为载体,对来自全国各地的医疗人才进行全方位的深度培养。

  人才培养的背后,是迈普对原始性创新的坚持。从诞生之初,迈普就抓住生物3D打印这个原始创新技术,进行了全面布局、长期规划。经过9年奋战,迈普已申请国内外专利120多项,获得包括美国、俄罗斯、日本、中国等授权专利53项。

  “企业的发展要靠高校、科研院所的人才,而广州的学校、科研机构众多,需要整合资源促进产业发展,我们希望以开放的心态带博士生、博士后,让他们更靠近市场,双方协同创新。”袁玉宇说,迈普准备在两年内发100篇高端科研论文,再申请七八百件专利。“即使做不了那么多,也要花大力气去做。”

  ■目标

  坚持原始创新

  做3D打印领导者

  人们常说创业艰难,在医疗器械的创业更是如此。其中,又以植入医疗器械风险最大,技术含量最高,因此开发流程非常长。从设计定型、动物实验,到临床试验、市场报批,大约需要五六年时间,还不包括3年市场进入期。如何熬过这些年?迈普的选择是:坚持原始创新、低头做实事。

  最广为人知的是,迈普突破性地开发出中国首个进入全球高端市场的再生型植入类医疗器械产品——睿膜,已在全球50多个国家和地区应用数万例。如今,迈普又开始进军3D打印产业链上游——自主开发生物3D打印装备,突破设备的瓶颈。

  迈普深知,要做出有国际竞争力的产品,关键在于人才。通过与高校、科研机构合作,以项目作为载体,迈普还对来自全国各地的医疗人才进行全方位的深度培养,立志做中国生物3D打印的黄埔军校。

  去年7月,国际著名3D打印机构3D Printing Industry 公开了2015年到2016年全国生物3D打印专利统计数据,迈普进入全球生物3D打印领导者名单,成为中国唯一一家进入该名单的公司,与皇家飞利浦、惠普、康宁公司等跨国巨头同台竞技。

  事实上,生物医药领域是个轻资产、重资金的行业,许多初创型企业不可能有足够的资金投入到每一个环节的硬件设备。

  在袁玉宇看来,目前政策上投入关注较多是研发环节,但是企业发展到一定阶段面临临床注册、申报、推广,所需经费还有很多,这些才是真正产业化的环节,“能否把财政支持的重心从前端转到后端?”

  袁玉宇说,广州这几年中小型科技企业的增长很快,但仅有企业数量的增长不能带来产业的壮大,必须做大做强企业,不要让小苗子在中途倒下。“把财政支持的重心从前端转移到后端,同时在科研层面培养更多小苗子,才会带来更多领域的突破。”

编辑: 林双英
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