江陰瑞康健生物醫(yī)學(xué)科技有限公司總裁劉青：3D打印可滿足個(gè)性化產(chǎn)品需求

5月29－31日，由亞洲制造業(yè)協(xié)會、中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、英國增材制造聯(lián)盟等單位共同主辦的2013年世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會在北京中國大飯店隆重舉行。國內(nèi)外600多位代表出席會議，就3D打印技術(shù)發(fā)展趨勢、3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)化、3D打印技術(shù)如何與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)合等議題展開討論。

江陰瑞康健生物醫(yī)學(xué)科技有限公司總裁劉青
　　以下為江陰瑞康健生物醫(yī)學(xué)科技有限公司總裁劉青演講實(shí)錄：
　　今天我主要介紹一下發(fā)展現(xiàn)狀，然后再簡單介紹一下我們公司主要做什么，我們公司的技術(shù)和產(chǎn)品，最后根據(jù)這幾年我們在這方面的工作經(jīng)驗(yàn)談一下現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)，以及未來的發(fā)展方向。
　　今天談了很多，我們根據(jù)醫(yī)學(xué)影像在臨床上的應(yīng)用，很容易得到病人軟組織、應(yīng)組織的模型，比如說CT或MRI，經(jīng)過在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行三維圖象重建，可以在屏幕上看到可視的。現(xiàn)在大家知道很多三維打印機(jī)，如果你有圖象的話，就可以輸入這個(gè)文件，用三維打印機(jī)把它打印出來，醫(yī)學(xué)方面的三維重建原理就是這樣的。
　　現(xiàn)在CT影像和MRI影像的發(fā)展給我們提供了這個(gè)可能，以前沒有這個(gè)東西，我們根本做不了這個(gè)。三維重建，根據(jù)目前的技術(shù)水平，我們很容易把軟組織、硬組織都重建出來，這里可以看到，我們可以把骨骼和脊柱很容易的重建起來，如果你對這個(gè)病人的血管感興趣的話，可以看到這個(gè)血管上放了支架。你對心臟感興趣、對主動脈、腎臟感興趣的話，現(xiàn)在都有技術(shù)把這些做出來，這些都不是很大的問題。最難的一點(diǎn)在什么地方呢？你在三維重建的時(shí)候，如何進(jìn)行重建？真實(shí)反映到體內(nèi)的狀況就是比較有挑戰(zhàn)性的一個(gè)問題。
　　這兩張圖片大家也看到，左邊這張三維的結(jié)構(gòu)非常清楚，如果你采用了不適當(dāng)?shù)姆椒ǎ�或者技術(shù)不夠好，就得到右邊這種情況。所以說，如果你在進(jìn)行三維重建的時(shí)候，不小心得到了右邊這張圖片，那么得出來的模型就不是真實(shí)的模型，我們在工作中經(jīng)常遇到這樣一個(gè)問題，就是如何保證三維重建跟體內(nèi)的真實(shí)環(huán)境是一樣的，需要有一定的技術(shù)。
　　目前，三維打印技術(shù)已經(jīng)很多種了，有了圖象你就可以用三維打印技術(shù)把模型打印出來，像3DP、SLS、SL、FDM，剛才幾位教授都講到過，生物打印，我怎么打印細(xì)胞，采用的明膠、光固化的方法結(jié)合起來，主要特點(diǎn)就是我可以把細(xì)胞打印出來，在體外作為工程的臟器。
　　現(xiàn)在最多的應(yīng)用解決用三維打印制作病理模型，比如說大夫要開刀了，想在開刀之前做一個(gè)手術(shù)方案，盡管CT模型、CT掃描也能有一個(gè)大概的印象，但還是不如你手里有一個(gè)真實(shí)的模型這么便利，所以它也應(yīng)用于病理模型制作。
　　從去年開始，三維打印特別熱，最近也有報(bào)告，它可以在體外把人的肝臟打印出來，在做肝移植的時(shí)候，我事先把肝臟模型打出來的話，根據(jù)這個(gè)模型的大小，尋找合適的供體，充分做好手術(shù)前的規(guī)劃。還可以把心臟打印出來，根據(jù)數(shù)據(jù)，可以把所有的器官通過三維打印出來，做好手術(shù)前的規(guī)劃和方案的設(shè)計(jì)。
　　最近，美國一家公司叫Ofard Performance Materials做了顱骨的修復(fù)，非常成功。另外在歐洲，有個(gè)公司叫LayerWise，這家公司首次用激光燒結(jié)的技術(shù)，用鈦合金做了將下顎的一個(gè)關(guān)節(jié)植入到人體。這是在3D打印領(lǐng)域比較著名的兩個(gè)例子。3D打印更多的大家是看重個(gè)性化的應(yīng)用，每個(gè)病人的身高體重不一樣、每個(gè)器官大小也不一樣，個(gè)性化應(yīng)用是大家非常看好的一個(gè)領(lǐng)域。還有口腔牙齒，每個(gè)病人都是不一樣的。
組織工程器官，根據(jù)美國聯(lián)合器官共享機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)，目前至少有113萬的患者在等待器官移植，但是器官非常少，但只有1%—2%的供體能夠適合做器官的捐贈，能夠植入到病人的體內(nèi)，并不是說每一個(gè)死亡病人的器官都能用，所以很多病人在痛苦的等待中因?yàn)榈炔坏狡鞴俣�死亡。所以，這兩年組織工程和再生醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展非�？�，如果將來有一天，心臟移植的病人，我事先在體外培養(yǎng)了很多的心臟，你你大號的、中號的、小號的，植入進(jìn)去就好了。最著名的就是體外膀胱的培養(yǎng)。還有就是08年小鼠的心臟培養(yǎng)試驗(yàn)。
　　康乃爾大學(xué)也在打印耳朵，甚至想打印椎間盤，因?yàn)樽甸g盤的損傷是非常嚴(yán)重的，由于人們長期的辦公室工作，椎間盤容易突出，這也是非常嚴(yán)重的一個(gè)疾病。所以，才想用組織工程的方法，用細(xì)胞打印出椎間盤，在體外培養(yǎng)以后植入到病人體內(nèi)，從來替代病人病變的椎間盤，這是一種很好的想法，目前還處于剛剛開始試驗(yàn)的階段。所以，目前我們知道這個(gè)領(lǐng)域發(fā)展得非常快，因?yàn)樗鼭撛诘哪軌蚪鉀Q現(xiàn)代人面臨的很多健康方面的問題。
　　我們?nèi)鹂到」�司�?007年就開始做這方面的工作，利用3D打印在組織工程、植入型的醫(yī)療器械方面做了很多工作，簡單介紹一下我們的技術(shù)。我們首先第一個(gè)產(chǎn)品是做了三維細(xì)胞培養(yǎng)支架，主要是應(yīng)用在細(xì)胞培養(yǎng)上，目前產(chǎn)生的細(xì)胞培養(yǎng)方法都是在培養(yǎng)皿里面單層的進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)。我們知道，細(xì)胞在人體內(nèi)都是三維立體的結(jié)構(gòu)，單層的細(xì)胞培養(yǎng)的話，完全在體內(nèi)模擬了人體真實(shí)的環(huán)境。我們做細(xì)胞培養(yǎng)的目的，是想在體外模擬，看看它跟藥物的反應(yīng)，或者一些病理的模型，單層的話是滿足不了這個(gè)要求的。所以，現(xiàn)在越來越多的人意識到我們在體外因?yàn)榧?xì)胞培養(yǎng)，必須要進(jìn)行三維的立體的細(xì)胞培養(yǎng)。你會看到這些照片非常簡單，我們用三維加工的技術(shù)把這個(gè)做成多孔的三維立體支架，孔的大小可以精確的控制，這是三維加工技術(shù)給我們帶來的特點(diǎn)，它非常大的一個(gè)優(yōu)勢，就是你很容易控制孔的大小，另外你可以控制纖維的直徑，控制結(jié)構(gòu)對細(xì)胞的培養(yǎng)也是有非常重要的影響。
　　現(xiàn)在我們已經(jīng)有好多種產(chǎn)品了，這些產(chǎn)品已經(jīng)在市面上銷售了，基于我們?nèi)�維打印的技術(shù)，我們的產(chǎn)品已經(jīng)有四五年的銷售了。你可以看到我們有三維細(xì)胞培養(yǎng)的支架，利用三維細(xì)胞培養(yǎng)支架做的三維立體生物反應(yīng)器，我們是電紡絲技術(shù)和三維加工技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)品，這個(gè)產(chǎn)品已經(jīng)在市場上銷售了。
　　簡單介紹一下我們3D支架有兩個(gè)系列，一種是聚苯乙烯，我想簡單介紹一下三維打印技術(shù)給我們帶來的最大好處，你可以設(shè)計(jì)這個(gè)結(jié)構(gòu)。這是一個(gè)四層的聚苯乙烯結(jié)構(gòu)，每層用不同的顏色表示，第一層和第三層的排列正好錯(cuò)開位了，第二和第四層也是錯(cuò)開位了，聚苯乙烯材料本身是透明的材料，從上往下看可以看到四種顏色，什么意思呢？我們知道，你如果用不透明的材料做支架的話，你在顯微鏡下觀察，很難看到細(xì)胞在里面生長的情況，就是我細(xì)胞種進(jìn)去以后，養(yǎng)到什么程度，死了沒有，長得什么樣，你根本不知道。我們現(xiàn)在用了聚苯乙烯的培養(yǎng)皿，有一個(gè)巨大的優(yōu)點(diǎn)就是你可以隨時(shí)拿出來在光學(xué)顯微鏡下看，如果對它的生長不滿意的話，可以放進(jìn)去讓它繼續(xù)生長。我們設(shè)計(jì)了這種聚苯乙烯支架結(jié)構(gòu)，就可以讓你做同樣的事情，你可以在光學(xué)顯微鏡下，通過調(diào)節(jié)聚焦的平臺，可以一層一層看，這是非常獨(dú)特的設(shè)計(jì)，只有3D打印可以做到這一點(diǎn)。
　　我們知道細(xì)胞在支架上生長它可以受到孔隙率的影響、孔的大小的影響，所以現(xiàn)在有很多人自己在做組織工程支架，孔是不一樣的、海綿狀的各種各樣的孔的結(jié)構(gòu)，沒有辦法做統(tǒng)一的比較。所以，美國國立標(biāo)準(zhǔn)研究院把市面上所有的支架都拿來做了篩選，最后選定了3D打印做出來的支架，作為標(biāo)準(zhǔn)的組織工程參比支架。
目前我們這個(gè)組織工程支架已經(jīng)在全球有很多的經(jīng)銷商，我們建立了很大的經(jīng)銷網(wǎng)絡(luò)。你如果做細(xì)胞培養(yǎng)或者化學(xué)的話，你知道很多試劑、細(xì)胞都可以買到。我們公司最近幾年也開展了其他的服務(wù)，給一些醫(yī)院做病理模型制作，像骨盆的模型、骨癌病人的模型，收到了比較良好的效果。我們還開發(fā)了一個(gè)產(chǎn)品，我們做植入的醫(yī)療器械，這里有一個(gè)例子，我們做脊柱修復(fù)，經(jīng)常有很多脊柱創(chuàng)傷的病人，椎板被破壞掉了，沒有辦法再生，我們用可吸收的生物材料打印成椎板植入進(jìn)去，可以看到骨長得非常好。我們用3D打印技術(shù)制作可修復(fù)的血管支架，另外還有一個(gè)最大的領(lǐng)域就是可吸收支架，我國大概有將近一億人有糖尿病，這些病人要么做搭橋，要么就是放一個(gè)支架，現(xiàn)在國際上很多公司都在做可吸收之際方面的研究，我們都不用做管子，直接用3D打印來做，這方面我們已經(jīng)有專利了。
　　另外，就是3D打印在組織工程上有很多應(yīng)用，比如說對血管組織工程，很多病人放血管支架解決不了問題，他需要搭橋，有些情況還比較搭橋，搭橋的話，你就需要從身體別的部分取小一根血管。組織工程就是要解決這個(gè)問題，就是我能不能在體外培養(yǎng)出一段血管，你需要搭橋的話，不需要從別的部分取靜脈，所以我們做一個(gè)組織工程支架。所以，這就是目前我們公司做的情況，目前我們公司處于世界領(lǐng)先的地位。
我們現(xiàn)在面臨的挑戰(zhàn)是什么呢？我們現(xiàn)在的現(xiàn)狀，包括我們講的例子，包括我們公司的產(chǎn)品，我們3D打印能夠解決一些目前解決不了的問題，比如說一些個(gè)性化產(chǎn)品，3D打印能夠很精確的控制支架孔隙的大小，可以做細(xì)胞培養(yǎng)支架和可植入的產(chǎn)品，這是目前3D打印的優(yōu)勢所在。問題在什么地方？應(yīng)用范圍還不夠廣，昨天聽了一些報(bào)告，就是說3D打印還不是一個(gè)替代性的技術(shù)，只適用于個(gè)性化的產(chǎn)品，大規(guī)�；�的生產(chǎn)成本最低，所以這是我們現(xiàn)在面臨的問題。
　　另外，3D打印技術(shù)現(xiàn)在還比較慢，稍微打印大一點(diǎn)的東西比較費(fèi)時(shí)間，有時(shí)候成本自然就會高。另外，你要是做個(gè)性化的植入，你做臨床實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，每個(gè)人病人植入的產(chǎn)品大小不一樣，臨床方案設(shè)計(jì)時(shí)，樣本怎么統(tǒng)計(jì)，這都是現(xiàn)在面臨的問題，我們下面還需要進(jìn)行進(jìn)一步探討。
　　未來的發(fā)展方向，目前我們現(xiàn)在有什么問題，我們就需要解決這些問題。所以說，我們希望將來有了這種需求，技術(shù)就會發(fā)展，進(jìn)一步提高我們3D打印的速度，帶來我們成本的下降。希望我們將來應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展、規(guī)�；�的擴(kuò)大，現(xiàn)在舉一個(gè)簡單的例子，血管支架這個(gè)東西應(yīng)該每年是幾十億的規(guī)模的市場，如果這個(gè)東西能夠成功的話，對我們3D打印會帶來一個(gè)非常正面的影響。
　　3D打印必須在醫(yī)學(xué)方面必須是多學(xué)科的合作，我們剛才看到了，影像科學(xué)的發(fā)展、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理、機(jī)電，我們現(xiàn)在現(xiàn)有的一些3D打印機(jī)是滿足不了要求的，比如說我們公司機(jī)器完全是自己做的，需要你需要有機(jī)電方面的人才，還需要懂材料，所以多學(xué)科、交叉學(xué)科的合作，必須有合作才能走得更遠(yuǎn)，未來最重要的一點(diǎn)就是材料加工工藝的發(fā)展，適合于3D打印新材料，能夠打印出來直接植入到人體的一些新材料，比如現(xiàn)在我們用的聚乳酸材料還不是最好的，今后是不是能打印更好的材料都在研究過程中。比如說我們做出來一個(gè)肌肉的形狀、心臟的形狀，摸起來能像肌肉和心臟，目前還做不到，這些都是我們未來要解決的問題。來自中國3d打印產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟