3D生物打印产业化 北京积极布局

今年4月，英国格拉斯哥大学宣布成功用3D打印机合成药品；6月，美国华盛顿儿科医学中心利用3D打印技术，打印出全球第一颗像正常人一样跳动的心脏……接连不断的消息让人们相信：3D打印在生物医疗领域将发挥神奇的作用。

在我国，3D生物打印的热度近年来正持续发酵，而生物医疗领域是3D打印技术发展最快、应用最为广泛的方向。我国3D生物打印发展现状和未来前景如何?北京新材料发展中心日前主办了3D生物打印前沿技术研讨暨成果对接会，邀请来自高校、研究机构、企业和应用领域代表围绕北京3D生物打印产业发展展开探讨。

3D生物打印刚刚起步

在中央“千人计划”特聘教授、清华大学生物制造工程研究所所长孙伟看来，国外研究机构在3D生物打印前沿领域取得突破意义重大，但要达到产业化和医疗应用，为时尚早。

北京新材料发展中心通过对国内外3D生物打印技术进行全面研究发现，3D打印在医疗领域的应用主要包括四个层次：一是制作帮助医生进行手术分析的原型;二是制作无生物活性，只承担支撑作用的金属植入体，最常用于牙科和骨科;三是制作具有生物活性的局部组织，如血管等;四是制作具有完整生命功能的整体器官。

目前，前两个层次的应用较为普遍，例如利用3D生物打印技术制造的助听器、矫正牙套早已进入商业化阶段，3D生物打印外器官模型也成为个性化临床手术规划、手术导航及医疗的重要手段。第三个层次目前仅有个别应用，“美国科学家的研究水平实现了3D生物打印的第四个层次应用，但这一成果要真正产业化、实现广泛应用，预计要15年后。”孙伟预测。

北京安泰生物医用材料有限公司副总经理范德增认为，远程医疗、个性化医疗是全球医疗的发展趋势。3D生物打印技术采用不同的“油墨”材料可以制作出各种人造器官和组织，能够满足临床个体化要求。金属、树脂、石膏、陶瓷、高分子、生物大分子等均被创造性地应用于3D生物打印。

不过，孙伟表示，由于3D生物打印技术目前刚刚起步，各个技术组成还处于各自独立发展及研究阶段，尚未形成完整的技术链和产业链。

受多重因素制约

西北工业大学凝固技术国家重点实验室主任黄卫东表示，现在大家都在谈论3D打印，但真正了解什么是3D打印的人却很少，毕竟这是一个崭新的技术领域。具体到3D生物打印，更是材料科学、生物学及临床科学紧密结合的交叉学科，其技术创新、产业发展需要以材料、工艺、装备及临床医学机构的密切合作为基础。

材料是制约3D生物打印技术发展的重要因素之一。不同的3D打印工艺适用不同的材料体系，而与3D生物打印密切相关的生物材料，目前仍然处于独立研究状态，还没有专门为3D生物打印供应的材料。特别是3D细胞打印，要求细胞外基质材料有很好的细胞相容性、营养通透性和结构稳定性，而目前采用的多是明胶—海藻酸钠等普通的组织工程用材料。

北京大学口腔医院主任医师唐志辉则表示，由于医疗用品要经过漫长的临床应用阶段和严格的审批制度，这也在一定程度上制约了3D生物打印应用的推广。

北京市拥有全国大多数参与3D生物打印的重点研究单位，基础研究工作不仅居国内前列，而且部分已经达到了国际领先水平，但是相关产品化的工作却未开展。例如，用于诊断和手术规划的体外复杂三维模型制造，有着巨大的市场需求，但目前在临床上应用仍然较少。

此外，目前很多从事3D生物打印研究的单位往往以研究生课题为主，缺少产业下游单位对接。

目前3D生物打印研究虽然得到了多方面的资金支持，但多集中在上游的基础研究领域，而在实用性研究上的投入较少，不利于研究成果的转化。

北京发挥优势积极布局

北京新材料发展中心主任肖澜表示，北京从事新材料研发的主要科研机构有60多家，国家在北京的材料科研单位约占全国总数的40%，人才和科研条件储备丰厚;工艺和装备方面，北京3D打印技术研发处于国内领先水平;临床机构方面，北京集中了全国大部分优势医疗专业资源，现有不同级别和等级的医疗机构近500家，使北京成为全国最大的生物医用材料市场。因此，北京要实现科研院所、企业、医疗机构和社会资本各要素联动，加速3D打印技术、产业发展进程。

孙伟建议，北京应选择两三个产品系列重点给予支持，协助成立产业化运作的公司或集团公司;在北京市范围内形成集中度高的3D生物打印高科技创新公共平台，注重支持在技术和应用两个方面具有原创性的科研和开发;筛选在国内外具有竞争优势的产品和项目，给予重点支持;积极吸引境外资源，与北京的3D生物打印企业或科研单位合作。

据了解，北京市已将3D打印技术作为重要的产业发展方向，在即将出台的“北京技术创新行动计划(2013-2017)”中，3D打印作为未来制造业发展热点纳入其中。此前，北京已经设立3D生物打印项目3项，分别是基于电子束熔融技术骨科金属内植物的研制、电子束选区熔化双金属快速制造系统开发、激光快速3D打印种植牙。

据悉，北京新材料发展中心未来将通过建立3D生物打印技术各资源间的常态化沟通机制，搭建产学研用的互动桥梁，促进各资源要素间的紧密合作，推进北京3D生物打印技术、产业的快速发展。