綏中縣打印機價格論壇

Bio4P干貨分享|徐銘恩:3D打印與個性化醫療

貝殼社2020-08-08 13:32:13

徐銘恩演講視頻分享


貝殼社微信號:iBio4P
本文由貝殼社Bio4P演講嘉賓徐銘恩原創分享
轉載請注明來源:貝殼社(微信號:iBio4P)。


感謝大家以及主委會的邀請,我和大家分享一下3D打印和醫療結合的工作。


首先探討一下我對未來醫療發展的認識,今年最熱的精準醫療,精準醫療和個性化醫療是未來發展的方向。如何做到精準醫療和個性化醫療?


這是我對精準醫療的認識。首先我們要有一個瞄準裝置,現在的瞄準器有哪些?有CT、磁共振、B超。從去年開始有一個很火概念,是基因測序,這些使得我們可以看到目標。




有了目標是否就可以了呢?還有下面的問題,我們得有子彈,什么是子彈?包括精準和個性化的藥物和醫療器械,如果光看到目標了,沒有精準和準確的打擊方式,依舊做不到精準和個性化的醫療,最重要的是得有戰士,誰是精準醫療的戰士?主角還是醫生、藥師和護士,我們做技術的,做互聯網支持的,我們更多是對醫生以及醫務工作者做支持,他們才是前方殺敵的人。這是我的認識。


在認識的基礎上,我講一下我對3D打印的認識。


我們認為其實對于醫療數據的采集,比如磁共振,一般的醫院都已經有了,現在醫院的數據也非常多,但是數據的存儲、傳輸和處理等等很多移動醫療的公司也做了很多工作。但這些數據最終還是要回到可以治療病人的醫療器械也好,一份精準的藥物也好,得回到這個東西上,我們認為在基于前面數字化的數據,3D打印技術是非常好的將鏈條閉環的技術,可以從患者身上采集的數據最終變成治療患者的醫療器械或者是精準化藥物或者是基因修復技術。


為什么3D打印可以做到這一點?患者個體差異很大,結構復雜,3D打印技術可以快速地基于數字模型做個性化和復雜結構的制造。當這兩者結合之后,可以帶來醫療個性化和精準化的時代。3D打印技術從2012年開始很火,什么是生物3D打印?


首先是生物3D打印的設備,從整個生物3D設備,從2000年初開始發展,最早是美國和德國的,還有清華大學的工作。這些平臺大多都是學校里的科研平臺,在2012年底的時候,國內和國外頂級的科學家和我們交流,他問,徐教授,是否可以給我們設計一種面向醫生和生命科學研究者的設備,使得他操作起來不要這么復雜,不要這么多CAD、機械學的知識。我覺得這個提議非常好,我們做了一系列的設備。


這是今年成系統化的設備,這里包括了WORK station的設備。圍繞3D打印技術,我們做了專門的控制系統,是多功能可擴展的系統,保證醫生在醫院里進行多功能的擴展。


另外多噴頭系統可以做到同步打印8種材料或者是8種細胞。另外一個是溫控系統,最多可以做到零下55度,保證了一些特殊的生物材料可以在設備中進行打印。同時,我們為設備構建了一系列的3D打印的墨盒和智能化的、潔凈的工作臺,主要是給醫生提供一個非常方便和便捷的可用的穩定的系統。

基于這樣的系統可以做什么工作?


首先,第一塊工作還是再材料。目前可以用設備做的材料有胚胎干細胞、天然生物醫療、有機高分子材料等等,一些是來自于本身細胞,我們有成系列的商品化的生物材料。


這是對細胞做的打印,這個圖是我們實驗室在圈子中比較標桿性的工作,這是我們打印兩周的細胞,黑的部分是設計好的血管的通道,可以保證營養物質進去,結構在兩周內可以維持得很好,細胞受到分化因子的影響,有我們需要的細胞。


基于前面的平臺我們做第一個嘗試,組織器官的個性化的定制。這是用人的脊髓干細胞打印了耳軟骨,這在市場上需求比較大。我們只看最小的部分,器官的衰竭。全球每年大概有600萬人器官或者是肝臟需要進行器官移植才能存活下去,這個數字在中國是150萬人,而中國150萬人以去年的數據看,他們能夠獲得器官的人數不超過15000人,即使捐贈器官之后,還存在自己的免疫系統的問題。


圍繞這個需求,我們做了一系列的嘗試,首先嘗試了肝臟,中國人長期服用一些藥品,包括飲酒,以及乙肝病毒的攜帶,所以重建肝臟很多。首先要了解肝臟的基本結構,圍繞肝單位做了一系列的設計,研究每個單元的結構,最終設計出了一個可以打印的單元結構有這幾點要求:首先細胞在這個過程中活下來,第二生物的功能有,有解毒等。第三,未來可以集成和制作。


我們做了一系列的研究,具體的數字不做更多的闡述。比如肝臟有一個很重要的功能,比如白蛋白的分泌,3D打印的肝臟,在體外培養8周的時間內,白蛋白都很穩定,都可以證明這是有功能的,而且可以維持的單元結構。在今年109日,我們向外發布了第一款的商品化的肝單元,證明可以小批量生產而且有穩定的控制。


另外還有別的缺損,比如骨骼的缺損等等,借助于3D打印技術,可以構建定制化的植入物的手段,可以根據病人的CT進行重建,圍繞重建數據對生物相容性的材料,把它們打印成需要的樣子。宏觀上的樣子可以彌補缺損的部位,微觀上可以布上很多通道,保證血管可以均勻地長進去。


除了個性化的定制人的組織、器官工作以外,3D打印還可以做什么?可以做藥物的精準和個性化的篩選。醫藥企業每年的研發投入非常大,以2014年為例,研發投入是1388億美金,今年會在1400億美金左右,帶來多少的產出?


以阿斯利康為例,從1997年到2011年總研發費用投入了590億美金,研發出了5個通過FDA批準的藥物,每個新藥花費118億美金,這個創了一個記錄,在去年有一篇很有名的文章,是阿斯利康研究開發者寫的文章,總結了阿斯利康過去20年藥物開發的歷程。這里有一個數據,在這個圖上,紅色的部分是在動物水平檢測出的待測藥物對器官的毒性。黃色的部分是對人體水平檢測的藥物的毒性,以中樞神經系統為例,動物的水平檢測出7個(100個中檢測出來的),而在人體中這個數字高達34個,其他包括腎臟、肝臟,這說明什么問題?說明在動物水平毒性的檢測,包括藥物效能的檢測,實際上在人身上是有巨大的差異性,藥物一旦上臨床上,再被槍斃掉,那個損失就很大了。那怎么辦?還有另外一篇文章對這個進行了分析,為什么動物模型和人之間53%是無關的,14%是相反的,剩下33%雖然相關,因為動物和人之間的基因上有差異。另外一個技術是高通量篩選,到現在為止已經有20多年了,當年的時候非常期待,感覺對新藥的開發帶來革命性的改變,但是好象沒有什么用,高通量篩選無關的大于99%,我們認為,要想解決這個問題,3D打印提供了一個新手段,我們用人的細胞打印人的肝臟、腎臟以及相應組織,用它進行藥物篩選應該能夠提高藥物篩選的準確度,我們做了一些工作。


首先,代謝綜合癥,包括肥胖和糖尿病,在體內,人的營養代謝,包括脂肪酸代謝等等,都是受到脂肪組織和胰島調控的。我們做的工作是體外重建了這套調控系統,我們打印了人的脂肪組織,進行了誘導,紅色的都是脂肪堤,外面是內皮,把胰島打印進去,然后構建一個系統,相應的數據在這里。無論是胰島素分泌,還是葡萄糖代謝還是脂肪代謝,還是受阻因子的分泌,這些模型更接近體內,相關數據和體內接近度更高。另外我們做了一系列的數據,比如我們檢測了3A4基因(音),和肝臟藥物相干,在3D系統中比2D系統高很多,對藥物的敏感性和毒性的反應更為準確,現在被默克用了。



還有腫瘤的模型,首先是腫瘤的清洗和轉移,第二是腫瘤的血管化,在我們的模型中,我們發現,比如上面圖打印的通道沒有腫瘤系統,下面的圖有腫瘤系統,結果發現腫瘤系統在通道表面出現了轉移過程,這是在體外對系統的重建,還有一系列的基因和酶的表達。比如Bcl2,這和腫瘤升級有關系,我們這個表達是高表達的。這個不多做解釋了。


另外希望我們可以做在線系統,可以又準確又高通量,我們做了一個系統,同時包含了肝臟和腫瘤,同步檢測一個藥物對肝臟的損傷和對腫瘤的毒性,但是我們發現還有一個意外的驚喜,我們檢測一個藥物,需要二次代謝物才能存在。


關于個性化改進的工作,比如3D打印器官模型,以前在醫院做完CT和磁共振是拿了一個片子,醫生根據片子的影象數據進行判斷,如果我們給醫生提供一個三緯的實體,和真實的骨骼一模一樣,這對醫生很有幫助。另外模擬手術方案,臨床教學,醫患溝通也很重要,這是我們給波士頓科學做的,大陸地區和香港地區的左心耳(音)的手術,這可以簡短手術過程,本來需要40分鐘以上,通過這個方式可以降到半小時以內。另外還有3D打印的肢具,還可以3D打印手。


總結,3D打印技術在有助于實現精準和個性化醫療鏈條的閉環。

第二,3D打印涉及多個學科,愿意為不同學科和行業,包括醫生和科研工作者提供我們的技術支持,從設備到材料到軟件。


這是我們公司的介紹,我們公司成立于20131月份,到現在為止不到三年,我們完成了A輪,估了3個億,希望我們的工作可以推動醫療的發展,我們有一個重點實驗室,大家有興趣可以和我們合作。


最后謝謝大家!


本文為徐銘恩Bio4P中國醫健創客大會演講。

轉載請注明來源:貝殼社(微信號:iBio4P)


· END ·


貝殼社,引領醫健創業

Copyright ? 綏中縣打印機價格論壇@2017

四川快乐12走势图怎么看