诺普再生:自研生物3D打印平台,以临床为导向满足组织和器官修复领域巨大需求
来源: 动脉网 作者: 2020年06月11日 10:09

生物3D打印技术旨在把人造组织和生物器官三维图像化,然后利用计算机辅助设计三维模型,并对模型进行分层和数控编程,以加工活性材料包括生物材料、生长因子、细胞等为主要内容,最终制造出具备生物功能的人造组织或器官。


凭借着快速性、准确性以及擅长制作复杂实体的特性,生物3D打印已经成为再生医学领域最被看好的技术,吸引了不少企业入局,诺普再生就是其中一家。


诺普再生成立于2016年,是一家专门从事生物3D打印的高新技术企业,专注于用生物3D打印技术研发出临床可及的产品,实现组织修复和器官修复。目前,公司已经自主研发出适合于临床应用的OPUS(Organ Printing United System)打印平台,可打印活性软组织产品、硬组织植入物等,能兼容各种生物细胞,营造出适合细胞长期存活的微环境。


再生医学已迎来技术交替节点,生物3D打印潜力显现


生物3D打印技术制成的再生型组织工程产品的应用前景非常广阔,诺普再生瞄准的是组织和器官修复领域。


因老龄化、事故、外伤、慢性疾病等原因,我国每年有着大量的组织修复和器官移植需求。相关数据显示,我国每年骨缺损和骨损伤患者约为300万人,皮肤缺损患者约为400万人,每年等待器官移植的患者有150万人。


自体移植和异体移植是组织和器官修复领域常用的手段。但自体移植对供体区域限制较大,异体移植存在排异反应,并且中国供体的供需矛盾极大,移植器官满足率仅为1:150。


在此情况下,再生型组织工程产品成为了解决组织和器官修复领域供需矛盾的突破口。诺普再生联合创始人兼CEO杨熙判断,组织和器官修复领域已经到了技术更替的临界点,生物3D打印技术在该领域大有可为。正是基于这一判断,公司创始团队在2016年创立了诺普再生。


每个人都是细分领域的专才,更是交叉领域的通才


生物3D打印技术是一个交叉学科,涉及再生医学、材料科学、机械工程、数字化医学等。目前,诺普再生已经组建起了一批经验丰富、多元化的团队,既有在皮肤再生方面有超过20年经验的再生医学领域权威专家,也有在材料科学、机械制造、医疗器械领域沉淀了数十年的专业人才,还有在创新产品转化方面有10余年经验的行业人士。


“诺普再生的核心团队具备的专业背景可以解决目前生物3D打印的一些核心技术问题,同时能够将前沿的技术转化为产品。”


同时,杨熙强调:“公司的每个人不仅是细分领域的专才,更是交叉领域的通才。”诺普再生始终以临床需求为导向进行研发。在产品立项和研发环节,研发人员都会学习医学知识、前往医院实地观摩手术过程,让产品更好地服务于医生和患者。


以临床需求为导向,推出适合临床的生物3D打印系统


目前,诺普再生已经自主研发出以OPUS多工艺整合打印平台为基础的生物3D打印完整解决方案,包括OPUS打印平台、高效的生物墨水开发体系、具备临床实用性的打印工艺。


据杨熙介绍,OPUS平台的核心竞争内核体现在两方面:


实现生物打印材料(细胞、天然大分子、合成高分子等)同时打印。需要打印的产品既有软组织也有硬组织,存在异质性。简单来说就是不同的材料需要不同的打印工艺和打印机。OPUS平台实现了高低粘度、高低温度以及多种交联固化方式的材料的同时分区打印。


OPUS平台突破了普通打印尺寸的限制,并符合临床产品开发的环境控制要求。传统的生物3D打印机只能打印一些小尺寸的产品,无法满足临床上打印骨骼等大尺寸产品的需求,而OPUS在打印尺寸上,能够适应人体尺寸一次成型打印。


诺普再生研发的用于细胞打印的多种生物墨水,可以打印皮肤、软骨、间充质干细胞,营造出适合细胞长期存活的微环境,并且易于打印,可广泛支持临床应用。


打印工艺的关键在于构建精细三维结构,模拟类似细胞外间质的微环境,促进移植后组织或器官的功能化、血管化等,同时诺普非常注重临床实用性,兼顾机械强度、生物相容性、手术术式和使用便利等。


OPUS打印平台是真正适合多场景的临床实用性解决方案


基于OPUS打印平台,诺普再生正在研发一系列硬组织和软组织修复产品。杨熙表示:“公司正在进行小批量生产,积极推进临床试验。预计三年内能够取得注册证。”


同时,在发展过程中,诺普再生的生物3D打印平台OPUS获得了多家医院和研究机构的高度认可。2019年,诺普再生正式启动OPEN-LAB计划,依托OPUS平台推出3D生物打印服务,为顶尖医疗机构、工业客户提供基于生物3D打印的新型解决方案。


据了解,到现在,诺普再生已和数十个医疗机构等所达成医工交叉、科研服务等合作,服务项目超过100个。



生物3D打印是3D打印研究中最前沿的领域


数据显示,2018年全球3D打印行业总产值为96.8亿美元,2024年全球总产值将达356亿美元。其中,医疗3D打印产值占到总行业的28%至37%。2018年,全球医疗3D打印市场规模达到34.2亿美元,预计到2024年医疗3D打印市场规模将达到96.39亿美元。


作为医疗3D打印研究中最前沿的领域,生物3D打印市场也将快速增长,有望成为3D打印技术大规模推广的领域。


杨熙明显地感受到,与前几年相比,近两年生物3D打印领域空前活跃,相关的科学研究越来越多,新的企业也不断涌现。“总而言之,相比前几年,这一行业有了很大的进展和突破,未来诺普再生会和行业伙伴共同合作,合力推动行业发展。”


但杨熙也提到,我国生物3D打印市场产业基础还很薄弱,产业链不完善。生物3D打印使用的很多原材料都还依赖进口。另外,在人才储备方面,我国还缺乏具有生物3D打印研发经验的人才。


“这些客观因素决定了生物3D打印产品的整体路径非常长,进入壁垒高。但一旦进入,产品的生命周期也会非常长,高壁垒与高效益并存。诺普再生正在积极与产业链上下游进行合作,积极培训医工交叉团队,希望能够快速推动产品上市,在生物3D打印领域占据一席之地。”

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