江陰瑞康健生物醫(yī)學科技有限公司總裁劉青：3D打印可滿足個性化產(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打印技術產(chǎn)業(yè)大會在北京中國大飯店隆重舉行。國內外600多位代表出席會議，就3D打印技術發(fā)展趨勢、3D打印技術產(chǎn)業(yè)化、3D打印技術如何與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結合等議題展開討論。

江陰瑞康健生物醫(yī)學科技有限公司總裁劉青
　　以下為江陰瑞康健生物醫(yī)學科技有限公司總裁劉青演講實錄：
　　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，我們公司的技術和產(chǎn)品，最后根據(jù)這幾年我們在這方面的工作經(jīng)驗談一下現(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)學影像在臨床上的應用，很容易得到病人軟組織、應組織的模型，比如說CT或MRI，經(jīng)過在實驗室進行三維圖象重建，可以在屏幕上看到可視的�，F(xiàn)在大家知道很多三維打印機，如果你有圖象的話，就可以輸入這個文件，用三維打印機把它打印出來，醫(yī)學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可能，以前沒有這個東西，我們根本做不了這個。三維重建，根據(jù)目前的技術水平，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，如果你對這個病人的血管感興趣的話，可以看到這個血管上放了支架。你對心臟感興趣、對主動脈、腎臟感興趣的話，現(xiàn)在都有技術把這些做出來，這些都不是很大的問題。最難的一點在什么地方呢？你在三維重建的時候，如何進行重建？真實反映到體內的狀況就是比較有挑戰(zhàn)性的一個問題。
　　這兩張圖片大家也看到，左邊這張三維的結構非常清楚，如果你采用了不適當?shù)姆椒ǎ�或者技術不夠好，就得到右邊這種情況。所以說，如果你在進行三維重建的時候，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的模型，我們在工作中經(jīng)常遇到這樣一個問題，就是如何保證三維重建跟體內的真實環(huán)境是一樣的，需要有一定的技術。
　　目前，三維打印技術已經(jīng)很多種了，有了圖象你就可以用三維打印技術把模型打印出來，像3DP、SLS、SL、FDM，剛才幾位教授都講到過，生物打印，我怎么打印細胞，采用的明膠、光固化的方法結合起來，主要特點就是我可以把細胞打印出來，在體外作為工程的臟器。
　　現(xiàn)在最多的應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手術方案，盡管CT模型、CT掃描也能有一個大概的印象，但還是不如你手里有一個真實的模型這么便利，所以它也應用于病理模型制作。
　　從去年開始，三維打印特別熱，最近也有報告，它可以在體外把人的肝臟打印出來，在做肝移植的時候，我事先把肝臟模型打出來的話，根據(jù)這個模型的大小，尋找合適的供體，充分做好手術前的規(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，做好手術前的規(guī)劃和方案的設計。
　　最近，美國一家公司叫Ofard Performance Materials做了顱骨的修復，非常成功。另外在歐洲，有個公司叫LayerWise，這家公司首次用激光燒結的技術，用鈦合金做了將下顎的一個關節(jié)植入到人體。這是在3D打印領域比較著名的兩個例子。3D打印更多的大家是看重個性化的應用，每個病人的身高體重不一樣、每個器官大小也不一樣，個性化應用是大家非�？春玫囊粋�領域。還有口腔牙齒，每個病人都是不一樣的。
組織工程器官，根據(jù)美國聯(lián)合器官共享機構的統(tǒng)計，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，并不是說每一個死亡病人的器官都能用，所以很多病人在痛苦的等待中因為等不到器官而死亡。所以，這兩年組織工程和再生醫(yī)學工程的發(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。
　　康乃爾大學也在打印耳朵，甚至想打印椎間盤，因為椎間盤的損傷是非常嚴重的，由于人們長期的辦公室工作，椎間盤容易突出，這也是非常嚴重的一個疾病。所以，才想用組織工程的方法，用細胞打印出椎間盤，在體外培養(yǎng)以后植入到病人體內，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的階段。所以，目前我們知道這個領域發(fā)展得非常快，因為它潛在的能夠解決現(xiàn)代人面臨的很多健康方面的問題。
　　我們瑞康健公司從2007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。我們首先第一個產(chǎn)品是做了三維細胞培養(yǎng)支架，主要是應用在細胞培養(yǎng)上，目前產(chǎn)生的細胞培養(yǎng)方法都是在培養(yǎng)皿里面單層的進行細胞培養(yǎng)。我們知道，細胞在人體內都是三維立體的結構，單層的細胞培養(yǎng)的話，完全在體內模擬了人體真實的環(huán)境。我們做細胞培養(yǎng)的目的，是想在體外模擬，看看它跟藥物的反應，或者一些病理的模型，單層的話是滿足不了這個要求的。所以，現(xiàn)在越來越多的人意識到我們在體外因為細胞培養(yǎng)，必須要進行三維的立體的細胞培養(yǎng)。你會看到這些照片非常簡單，我們用三維加工的技術把這個做成多孔的三維立體支架，孔的大小可以精確的控制，這是三維加工技術給我們帶來的特點，它非常大的一個優(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，控制結構對細胞的培養(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，基于我們三維打印的技術，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胞培養(yǎng)的支架，利用三維細胞培養(yǎng)支架做的三維立體生物反應器，我們是電紡絲技術和三維加工技術結合的產(chǎn)品，這個產(chǎn)品已經(jīng)在市場上銷售了。
　　簡單介紹一下我們3D支架有兩個系列，一種是聚苯乙烯，我想簡單介紹一下三維打印技術給我們帶來的最大好處，你可以設計這個結構。這是一個四層的聚苯乙烯結構，每層用不同的顏色表示，第一層和第三層的排列正好錯開位了，第二和第四層也是錯開位了，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，很難看到細胞在里面生長的情況，就是我細胞種進去以后，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，有一個巨大的優(yōu)點就是你可以隨時拿出來在光學顯微鏡下看，如果對它的生長不滿意的話，可以放進去讓它繼續(xù)生長。我們設計了這種聚苯乙烯支架結構，就可以讓你做同樣的事情，你可以在光學顯微鏡下，通過調節(jié)聚焦的平臺，可以一層一層看，這是非常獨特的設計，只有3D打印可以做到這一點。
　　我們知道細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構，沒有辦法做統(tǒng)一的比較。所以，美國國立標準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，作為標準的組織工程參比支架。
目前我們這個組織工程支架已經(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。你如果做細胞培養(yǎng)或者化學的話，你知道很多試劑、細胞都可以買到。我們公司最近幾年也開展了其他的服務，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)了一個產(chǎn)品，我們做植入的醫(yī)療器械，這里有一個例子，我們做脊柱修復，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去，可以看到骨長得非常好。我們用3D打印技術制作可修復的血管支架，另外還有一個最大的領域就是可吸收支架，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？應用范圍還不夠廣，昨天聽了一些報告，就是說3D打印還不是一個替代性的技術，只適用于個性化的產(chǎn)品，大規(guī)模化的生產(chǎn)成本最低，所以這是我們現(xiàn)在面臨的問題。
　　另外，3D打印技術現(xiàn)在還比較慢，稍微打印大一點的東西比較費時間，有時候成本自然就會高。另外，你要是做個性化的植入，你做臨床實驗的時候，每個人病人植入的產(chǎn)品大小不一樣，臨床方案設計時，樣本怎么統(tǒng)計，這都是現(xiàn)在面臨的問題，我們下面還需要進行進一步探討。
　　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，技術就會發(fā)展，進一步提高我們3D打印的速度，帶來我們成本的下降。希望我們將來應用領域的發(fā)展、規(guī)�；�的擴大，現(xiàn)在舉一個簡單的例子，血管支架這個東西應該每年是幾十億的規(guī)模的市場，如果這個東西能夠成功的話，對我們3D打印會帶來一個非常正面的影響。
　　3D打印必須在醫(yī)學方面必須是多學科的合作，我們剛才看到了，影像科學的發(fā)展、計算機數(shù)據(jù)處理、機電，我們現(xiàn)在現(xiàn)有的一些3D打印機是滿足不了要求的，比如說我們公司機器完全是自己做的，需要你需要有機電方面的人才，還需要懂材料，所以多學科、交叉學科的合作，必須有合作才能走得更遠，未來最重要的一點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