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【创业故事】让生物3D打印迈向普罗大众
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来源: 中国工业评论 作者: 李枫发布时间:2016/1/4评论:0+收藏文章
  在科幻片里,受伤的主角经过激光扫描,不仅躯干迅速复原,甚至还可以直接换上人造心脏、人造肝脏。这些“科幻场景”要想得以实现,所依赖的正是生物3D打印技术。现实生活中,科学家正在苦苦探索,希望将类似的科幻情节变为现实:用3D技术打印牙齿,替代病牙被植入牙床;用3D技术打印皮肤,给伤员直接贴上;用3D技术打印心脏,人患病了直接更换……只是人体组织太过奇妙,生物3D打印技术还处于探索阶段。
  
  徐弢正是这条生物3D打印探索之路上的疾行者之一。2000年,从中国原子能科学研究院生物免疫分析专业硕士毕业后,徐弢选择赴美留学深造。2001年,他进入美国Clemson(克莱姆森)大学生物工程系攻读博士学位,正是在这里,他遇见了他的博士生导师、也是提出细胞和器官3D打印的“概念之父”——托马斯·波兰,从此,徐弢与生物3D打印结缘。
  
  2004年,徐弢成功打印出一颗会跳动的小心脏,并借此荣获了美国材料研究协会(MRS)所颁发的研究生金奖。2005年,他携手导师共同申请了首个细胞打印美国专利。随着徐弢在专业领域的突出表现,其“美国梦”生活似乎也将按部就班地展开。“德州大学一直将我列为研究新星,进行重点资助和培养。可以说,我拿到终生教授职务几乎就要成为铁定事实。”徐弢坦言。
  
  然而,令周围人不解的是:2008年,徐弢决定回国。“当我宣布我的决定时,很多美国同事和上司为我惋惜,暗示我可能以后会后悔。现在回想起来,回国是我人生中最重大的决定,我以自己回来取得的成绩证明当时的选择是正确的!”2015年,回国创业7年的徐弢自豪地说,“在我们的带领下,国内生物3D打印技术不仅仅‘躺在论文里’,而是真正落地,开始造福社会!”
  
  机遇总在转角处
  
  千禧年里再平常不过的一天,美国克莱姆森大学生物实验室里,年轻的托马斯·波兰盯着学校常见的喷墨打印机,突发奇想:为什么不把打印机里的墨水换成细胞呢?也就是这一瞬,开启了生物3D打印的新纪元。托马斯·波兰由此提出了现代意义的生物3D打印技术概念——打印细胞活体等材料,并定位于构建三维组织和器官的新型生物3D打印,即细胞和器官打印。
  
  次年,来自中国的留美学生徐弢加入了托马斯的科研团队,开始着手攻关细胞打印技术。“那个时候实验条件非常有限,我们用的还是老式HP喷墨打印机,最初就是尝试打印一些蛋白质和DNA,老实说我们心里也没有把握。”徐弢回想起当年艰苦的科研环境,不由心生感慨。
  
  为了验证细胞打印这个想法是可行的,徐弢退而求其次,选择从细菌打印开始。然而细胞的体积范围比细菌要大,极有可能在打印过程中发生堵塞,这一技术难题迟迟无法突破。有一天上课过程中,老师一句无心之言激发了徐弢的灵感——当细胞被放置在含盐量较高的生理盐水中,会发生一定程度上的收缩,且短期内不会影响细胞活性。通过多次试验比对,他终于使得这一问题迎刃而解。从打印仓鼠卵巢细胞CHO细胞和动物神经海马细胞入手研究,成功实现活细胞打印并保持超过90%的存活率,基于该成果,徐弢以第一作者身份发表首篇学术性细胞打印论文(《Inkjet printing of viable mammalian cells》)。该论文一经发表,立即被美国著名的《Business 2.0》杂志评为“21世纪改变世界的六大技术之一”,刊登于美国CNN头条新闻,并被美国《科学》杂志作为重大技术突破进行专题报道。
  
  随着技术的不断成熟,从最初的细菌打印,到之后可供打印的细胞种类达到了三十种之多。2005年,徐弢和导师托马斯·波兰携手申请了世界上首个细胞打印的美国专利(US 7,051,654)。此项专利随后被3D打印人体组织方面的领先企业美国Organovo公司所购买,并作为该公司日后发展的核心技术基础。同年,徐弢进入美国维克森林大学再生医学研究院从事博士后工作,并没有因为取得的不俗成绩停滞不前,反倒更加全身心地投入到细胞打印事业中。
  
  2007年,徐弢成功将羊水干细胞用于生物打印,实现了干细胞打印,并在动物体内定向分化成有功能的骨组织,该研究成果与在《Nature Biotechnology》期刊(SCI影响因子为41.5)上作为封面主题论文发表,并被美国《时代》杂志评为2007年度十大医学突破之一。徐弢也先后被美国德州大学生物医学工程系聘为助理教授、博士生导师,担任美国维克森林大学及美国德州理工大学客座教授等职务。
  
  然而世间万物总是暗藏玄机,转折背后也有可能是新的机遇。袁玉宇是徐弢在克莱姆森大学的师弟,一直怀揣着回国创业的想法,这与徐弢想要技术落地祖国的愿望不谋而合。2008年9月,二人毅然放弃了美国的优厚待遇,回国共同组建了迈普再生医学科技有限公司。
  
  创业维艰不言弃
  
  花了整整一个晚上,徐弢和师弟袁玉宇最终决定将新公司命名为迈普。“迈普英文译名为Medprin,即Medical  Printing(医学打印)的缩写,含有‘迈向普罗大众’的寓意。高精尖技术以往多是束之高阁,然而我认为无论技术表面再光鲜,最终还是要落地,服务于百姓才是它真正价值之所在。”显然,迈普创建伊始就满载了徐弢的理想。
  
  理想很美好,现实很骨感。创业维艰,困难在创业之始就迎面而来。“起初我们专注于生物3D打印技术创新,埋头于实验室,没有卖出过一件产品,没有赚一分钱,经过了无数个日夜的辛苦奋斗,我们发现事情并没有按计划进行。人才流失,产品出现了难以解决的各种问题,市场和你想象的大不相同……各种没有预料到的问题接踵而来。在最困窘的时候,公司还差点陷入资金链断裂的危机。”徐弢对当时的情形记忆犹新。
  
  然而,徐弢和他的创业伙伴还是坚持了下来。两年后,再生医学研究进入临床阶段,离产业化只有一步之遥,徐弢终于松了一口气。而且此时公司得到了3500万元的私募投资,市场估值也超过1亿元。
  
  回首整个创业过程,徐弢总结道:“对于大多数创业公司而言,公司成立的前两三年时间是备受煎熬的‘萌芽期’。只有撑过‘萌芽期’,创业公司才能存活下来,真正开始步入良性发展循环阶段。”
  
  在战战兢兢地地度过“萌芽期”后,在产品产业化阶段,徐弢和他的团队又遭遇到了市场准入的难题。根据我国现行的高值医用耗材集中招标办法,所有公立医疗机构使用的医疗器械必须通过竞价采购。但目前国内的招标政策并不利于创新产品的准入,招标评审过于注重企业以往的销售规模及产品历史中标数据,导致绝大部分技术先进、疗效显著的新产品直接被淘汰,这对于新面世的创新医疗器械无疑是致命的打击。徐弢感慨道:“几年打拼下来,感觉一个新产品在国内市场要获得成功,疗效似乎并不应该是唯一考核标准。作为一个企业管理者,除了关注产品创新,注重技术、产品疗效,还要将更多精力投入到商业领域。”面对创新产品无法进入国内市场的巨大压力,徐弢和创业团队开始奔走于各地进行市场开拓和推广,逐步搭建起了自己的销售团队和网络。
  
  墙里开花墙外香。尽管国内市场仍在艰难开拓中,但迈普率先在全球范围内实现了生物3D打印技术的产业化,成功开发出中国首个进入全球高端市场的再生型植入类医疗器械产品——睿膜®/ReDura®,先后进入了全球30多个国家和地区的市场,拥有全球独立知识产权及显著的技术优势,并获得欧盟CE认证、南美、中东等多国注册证,进入全球高端植入式医疗市场销售,与美国强生等跨国企业同台竞争,并有望成为这一医疗领域的佼佼者。
  
  经过不断努力,迈普最终打开了国内市场的准入大门。2014年,由迈普自主研发的脑硬(脊)膜补片产品——“睿膜”获得中国CFDA认证。2015年11月,迈普开发的无张力尿失禁悬吊带产品系列再次获得欧盟CE、中国CFDA认证,打破了欧美等跨国企业的垄断,填补了国内空白。
  
  而且,在迈普的带动下,生物3D打印技术开始逐步进入临床治疗领域。据徐弢介绍,目前北京军区总医院在治疗小儿脑瘫方面正在考虑和迈普合作,研究干细胞与材料的联合打印,可以增加10倍的干细胞数量,从而有效解决干细胞数量不足、细胞微环境较差等问题,提升治疗效果。
  
  目前,迈普已经成为国内生物3D打印领域的“领头羊”企业。未来,随着更多产品获得医疗器械产品注册证,逐步进入市场,迈普也将迎来跨越式的发展。
  
  前路漫漫,上下求索
  
  回国创业七年多,徐弢感触良多。“坚持你所认为需要坚持的,只要坚持下去就有转机。在技术型竞争当中,明天和今天看起来完全不同。如果你能坚持到明天,也许就会发现那时便是看到成功曙光的开始。”
  
  谈及从科研工作者到创业者角色的转变,徐弢称乐在其中,每一次从零开始都是绝佳的发展机遇。“海归回国创业的人,大多是技术出身,对市场了解甚少,在企业建立之初很容易犯决策性的错误。迈普也曾犯了‘以研发为导向’开发产品的错误。经过这七年多的考验和挑战,我们已清晰地意识到,做企业必须以市场为导向来研发和改良产品,必须站在商业的角度去思考终端客户的需求。这样一来,可以摆脱过去的思维框架,更加正确、高效、多层次地思考问题。”
  
  在徐弢的带动下,迈普公司也保持着自由开放、朝气十足的作风。徐弢介绍,迈普人才团队采取的是国际化和本土化运营理念相结合的模式,由核心管理团队向外辐射,吸纳了一批国内外高等学府的顶尖人才。谈及不同教育背景的职场新人,徐弢说,“就我而言,近年来中国在培育科研人才方面的确卓有成效,技术非常拔尖,唯一有点缺憾的就是国内学生还是缺乏一点国际视野,独立性稍差。刚好我们管理团队比较擅长这一点,可以优势互补共同发展,形成良性循环。”
  
  为了应对当今群雄逐鹿的国际生物3D打印市场,徐弢认为迈普要主打“稳妥牌”。其一,迈普经过深入的市场调研后发现,应该在可以真正体现生物3D打印独特优势的领域优先布局。比如区别目前业已饱和的金属、陶瓷材料打印市场,定位在相容性更好的可降解材料,刺激其打开人体自身修复机制,促进组织再生。其二,迈普非常注重生物3D打印技术和药物的结合。以神经外科中的胶质瘤为例,通过覆盖生物3D打印的脑组织修复物,打开“血脑屏障门”,这样一来,大大延长了胶质瘤病人的术后生命。这项技术的研发,也可能打破神经科学创新型药物研发的主要局限。其三,干细胞产业在中国市场潜力巨大,如今中国有2.4亿的心血管病患、4160万的糖尿病患、9400万的阿尔茨海默病患以及1460万的血液肿瘤病患正等待着更积极有效的治疗。因此迈普将在生物3D打印与干细胞的结合方面重点布局。
  
  对于生物3D打印产业化发展前景的判断,徐弢给出的答案是“任重而道远”。一是由于生物3D打印产品属于Ⅲ类植入性医疗器械,需要直接作用于人体,具有较高的安全风险,因此必须要经过政府部门的严格审查,被批准后才能应用于临床。二是由于人体细胞本身还具有大量的不确定性,需要长期研究以策安全。目前,中外各国对于生物3D打印产品的后期效果评定都还处于摸索阶段,需要足够长的时间来观测其植入人体后的反应。
  
  近年来,由于国家对生物3D打印产业化的日趋重视,逐步出台了一些相关政策,这些都是可喜的突破。然而还有许多工作亟待开展,譬如目前生物3D打印不管是材料、技术还是检测上,都还没有统一的国家标准。徐弢称,“医疗产业也可以借用大众消费品的概念,早期介入国家标准制订工作将大有裨益。”现在面世的产品大多是药物筛选模型,美国Organovo公司在这一方面已经做得非常成熟。考虑到中国药物市场上仿制药的比例仍居高不下,药物筛选模型市场尚未形成,迈普必须要走一条适合国情的市场研发之路。”
  
  目前迈普已申请国内外专利60多项,获得美国、俄罗斯、中国等授权专利31项。徐弢笑称,这是一个不断跌倒积累经验的过程:“开拓国际市场时,可以针对性地取得该国家的技术专利,能够有效规避不必要的风险。开发国内市场,迈普则采用的是技术公证与专利申请‘双保险’,尤其对于技术的核心内容,运用法律手段对既有的专利事实进行公证,双管齐下。”
  
  徐弢很清楚,生物3D打印产业市场广阔,而组织器官短缺是一个世界性的难题。根据美国器官资源共享网络(UNOS)公布,目前美国每天有超过11万人等待器官移植,而捐赠人数只有0.7万人;全世界大约每1.5小时就有一位需要进行器官移植的病人因等待而死亡。美国每年涉及组织修复和器官移植的手术约有800万例,花费大约4000亿美元。而中国人口众多,人口老龄化和环境恶化等因素加剧了组织和器官的缺损和退化,据估算每年对组织器官修复及移植的需求将超过1000万例,现有市场规模超过1000亿元人民币。中国再生医学研究在不断深入,然而尽管其与国际领先水平的差距正在缩小,但在产业化方面却依然是空白,90%以上的产品仍依赖进口。而且进口产品价格昂贵,给病人造成了巨大的经济负担。如果能够实现国产化,将为普通老百姓省下可观的医疗费用。
  
  徐弢认为,只有7岁多的迈普还很年轻,依然需要提高研发能力,增加技术储备。迈普始终立志于开发更为复杂、先进的人工组织和器官,不仅希望提供卓越的国产产品服务患者,实现“民族品牌”替代进口产品,更希望走出国门,实现全球化战略布局,矢志成为植入类医疗器械领域中来自中国的全球领先企业。
  
  “路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。”徐弢乐观地表示,即使前路再艰险,也一定会秉持初心,将生物3D打印事业发扬光大。
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