今年4月，英國格拉斯哥大學宣布成功用3D打印機合成藥品；6月，美國華盛頓兒科醫(yī)學中心利用3D打印技術，打印出全球第一顆像正常人一樣跳動的心臟……接連不斷的消息讓人們相信：3D打印在生物醫(yī)療領域將發(fā)揮神奇的作用。

在我國，3D生物打印的熱度近年來正持續(xù)發(fā)酵，而生物醫(yī)療領域是3D打印技術發(fā)展最快、應用最為廣泛的方向。我國3D生物打印發(fā)展現(xiàn)狀和未來前景如何?北京新材料發(fā)展中心日前主辦了3D生物打印前沿技術研討暨成果對接會，邀請來自高校、研究機構、企業(yè)和應用領域代表圍繞北京3D生物打印產業(yè)發(fā)展展開探討。

3D生物打印剛剛起步

在中央“千人計劃”特聘教授、清華大學生物制造工程研究所所長孫偉看來，國外研究機構在3D生物打印前沿領域取得突破意義重大，但要達到產業(yè)化和醫(yī)療應用，為時尚早。

北京新材料發(fā)展中心通過對國內外3D生物打印技術進行全面研究發(fā)現(xiàn)，3D打印在醫(yī)療領域的應用主要包括四個層次：一是制作幫助醫(yī)生進行手術分析的原型;二是制作無生物活性，只承擔支撐作用的金屬植入體，最常用于牙科和骨科;三是制作具有生物活性的局部組織，如血管等;四是制作具有完整生命功能的整體器官。

目前，前兩個層次的應用較為普遍，例如利用3D生物打印技術制造的助聽器、矯正牙套早已進入商業(yè)化階段，3D生物打印外器官模型也成為個性化臨床手術規(guī)劃、手術導航及醫(yī)療的重要手段。第三個層次目前僅有個別應用，“美國科學家的研究水平實現(xiàn)了3D生物打印的第四個層次應用，但這一成果要真正產業(yè)化、實現(xiàn)廣泛應用，預計要15年后?！睂O偉預測。

北京安泰生物醫(yī)用材料有限公司副總經理范德增認為，遠程醫(yī)療、個性化醫(yī)療是全球醫(yī)療的發(fā)展趨勢。3D生物打印技術采用不同的“油墨”材料可以制作出各種人造器官和組織，能夠滿足臨床個體化要求。金屬、樹脂、石膏、陶瓷、高分子、生物大分子等均被創(chuàng)造性地應用于3D生物打印。

不過，孫偉表示，由于3D生物打印技術目前剛剛起步，各個技術組成還處于各自獨立發(fā)展及研究階段，尚未形成完整的技術鏈和產業(yè)鏈。

受多重因素制約

西北工業(yè)大學凝固技術國家重點實驗室主任黃衛(wèi)東表示，現(xiàn)在大家都在談論3D打印，但真正了解什么是3D打印的人卻很少，畢竟這是一個嶄新的技術領域。具體到3D生物打印，更是材料科學、生物學及臨床科學緊密結合的交叉學科，其技術創(chuàng)新、產業(yè)發(fā)展需要以材料、工藝、裝備及臨床醫(yī)學機構的密切合作為基礎。

材料是制約3D生物打印技術發(fā)展的重要因素之一。不同的3D打印工藝適用不同的材料體系，而與3D生物打印密切相關的生物材料，目前仍然處于獨立研究狀態(tài)，還沒有專門為3D生物打印供應的材料。特別是3D細胞打印，要求細胞外基質材料有很好的細胞相容性、營養(yǎng)通透性和結構穩(wěn)定性，而目前采用的多是明膠—海藻酸鈉等普通的組織工程用材料。

北京大學口腔醫(yī)院主任醫(yī)師唐志輝則表示，由于醫(yī)療用品要經過漫長的臨床應用階段和嚴格的審批制度，這也在一定程度上制約了3D生物打印應用的推廣。

北京市擁有全國大多數(shù)參與3D生物打印的重點研究單位，基礎研究工作不僅居國內前列，而且部分已經達到了國際領先水平，但是相關產品化的工作卻未開展。例如，用于診斷和手術規(guī)劃的體外復雜三維模型制造，有著巨大的市場需求，但目前在臨床上應用仍然較少。

此外，目前很多從事3D生物打印研究的單位往往以研究生課題為主，缺少產業(yè)下游單位對接。

目前3D生物打印研究雖然得到了多方面的資金支持，但多集中在上游的基礎研究領域，而在實用性研究上的投入較少，不利于研究成果的轉化。

北京發(fā)揮優(yōu)勢積極布局

北京新材料發(fā)展中心主任肖瀾表示，北京從事新材料研發(fā)的主要科研機構有60多家，國家在北京的材料科研單位約占全國總數(shù)的40%，人才和科研條件儲備豐厚;工藝和裝備方面，北京3D打印技術研發(fā)處于國內領先水平;臨床機構方面，北京集中了全國大部分優(yōu)勢醫(yī)療專業(yè)資源，現(xiàn)有不同級別和等級的醫(yī)療機構近500家，使北京成為全國最大的生物醫(yī)用材料市場。因此，北京要實現(xiàn)科研院所、企業(yè)、醫(yī)療機構和社會資本各要素聯(lián)動，加速3D打印技術、產業(yè)發(fā)展進程。

孫偉建議，北京應選擇兩三個產品系列重點給予支持，協(xié)助成立產業(yè)化運作的公司或集團公司;在北京市范圍內形成集中度高的3D生物打印高科技創(chuàng)新公共平臺，注重支持在技術和應用兩個方面具有原創(chuàng)性的科研和開發(fā);篩選在國內外具有競爭優(yōu)勢的產品和項目，給予重點支持;積極吸引境外資源，與北京的3D生物打印企業(yè)或科研單位合作。

據(jù)了解，北京市已將3D打印技術作為重要的產業(yè)發(fā)展方向，在即將出臺的“北京技術創(chuàng)新行動計劃(2013-2017)”中，3D打印作為未來制造業(yè)發(fā)展熱點納入其中。此前，北京已經設立3D生物打印項目3項，分別是基于電子束熔融技術骨科金屬內植物的研制、電子束選區(qū)熔化雙金屬快速制造系統(tǒng)開發(fā)、激光快速3D打印種植牙。

據(jù)悉，北京新材料發(fā)展中心未來將通過建立3D生物打印技術各資源間的常態(tài)化溝通機制，搭建產學研用的互動橋梁，促進各資源要素間的緊密合作，推進北京3D生物打印技術、產業(yè)的快速發(fā)展。