生物3D打印的发展现状和前景展望

新沟通 心体验China Conference Call 3C 中国财经会议：针对中国金融行业特点，背靠及利用Wind 资讯强大用户资源，并有专职人员全程引导协助，辅以Wind 资讯云存储服务，为金融界高端用户提供全新一站式专业电话会议服务解决方案。

包含会议发布推广•会议召开•会议主持•会议记录•会后宣传。

——中国金融数据及解决方案首席服务商会议名称：生物3D打印的发展现状和前景展望会议时间：2013年6月24日 15：00-16：00会议主办方：华泰证券会议主讲人：徐铭恩杭州电子科技大学生物工程学教授会议简介：自去年以来，“3D打印”持续受到全球媒体和社会公众的关注。

作为一项前沿制造技术，“3D打印”已经逐步应用于航天军工，模具制造，动漫制作等多个领域，随着技术的发展，应用领域还在不断扩展。

生物3D打印是3D打印技术最前沿的研究领域。

尽管这一技术在生物医疗领域的应用起步稍晚，但发展势头迅猛。

现阶段已形成：细胞及器官打印、医疗植入体打印制造、假肢制造和手术器械制造等多个应用发展方向。

而细胞及器官打印无疑最具有想象空间。

国外医疗研究机构已经成功打印出心肌组织，肺脏，动静脉血管等人体器官。

人们在惊叹于这一技术的神奇的同时，也寄希望于它给人类生物医疗的发展带来更加光明的前景。

此次会议，华泰证券研究所有色金属和医药生物研究团队特邀杭州电子科技大学生物工程学徐铭恩教授通过3C中国财经会议，就3D 打印技术在生物医疗领域的应用和未来的发展前景，与大家进行深入的交流。

会议内容：主持人：各位参会者，大家下午好！感谢大家参加Wind资讯3C 中国财经会议，我是此次会议的会议助理。

此次会议由华泰证券有色金属分析师陆冰然先生特邀杭州电子科技大学生物医学工程学教授徐铭恩先生主讲，他们会就3D打印技术在生物医疗领域的应用和未来的发展前景，与大家进行深入的交流。

本次会议预计需时1个小时，首先由徐教授做主题讲解。

之后我们安排了专门的提问环节，供大家就关心的问题与他们交流。

如果您需要提问，请在我宣布会议进入提问环节后，按电话上的*2键开始提问。

好，那我们事不宜迟，立即将会议交给本次会议主持陆分析师，大家欢迎！陆冰然：尊敬的各位投资者大家下午好，首先欢迎大家参加华泰证券组织的电话会议。

众所周知，自去年以来，3D打印概念就持续升温，社会媒体对这个产业的关注度有增无减，一个重要的原因，当然是社会媒体的积极宣传，当然我认为更重要的是因为这个技术本身的魅力。

在所有的3D打印技术当中，生物打印技术无疑是最前沿、最具希望，也是最具想象空间的一个领域。

它的出现给器官移植等医学领域的发展带来了新的技术路径，为此本次会议特别邀请了杭州电子科技大学，生物医学工程学教授徐铭恩先生为大家介绍3D打印技术在生物医学领域的发展现状。

首先，我对徐教授做一个简单的介绍，徐教授现任杭州电子科技大学，生物医学工程仪器研究所副所长。

主要研究领域包括生物3D 打印，再生，移植医学产品的设计和制造。

在这些领域徐教授研发了一系列国际领先的制造应用技术和仪器。

这些研究成果在2012年被国际顶尖期刊Biomaterials评为处于目前生物3D打印领域的最高水平。

下面我们有请徐教授为我们就3D打印生物医学领域的现状做一个整体性介绍。

徐铭恩：尊敬的各位投资者大家下午好，这是我第一次做纯语音的讲座。

没有视频信息，如果效果不好请大家见谅。

下面简要给大家介绍一下在生物医学领域中的3D打印，也初步给大家介绍一下我们实验室在这个领域中做的一些工作。

首先我们粗略介绍3D打印技术，3D打印技术是以计算机三维设计模型作为基础，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束等方式将陶瓷粉末、塑料、细胞等特殊材料进行堆积连接，最终叠加成型，最后制造成产品。

所谓生物3D 打印就是用的材料有所不一样，主要使用生物相容性的材料和细胞来3D打印。

下面我们重点介绍生物医学领域的3D打印，首先什么是生物医学的3D打印？简单来说，生物医学领域的3D打印就是面对生物医学问题的3D打印，具体来说，就是以三维设计模型为基础，通过软件分层离散和数控成型的方法，用3D打印的方法成型生物材料，特别是细胞等材料的方法，叫生物3D打印。

那么制造什么东西呢？简单来说可以制造人工的组织，人工的器官，还有各种假肢，手术导板等一系列材料。

生物3D打印是3D打印技术研究最前沿的领域，生物3D打印还有个概念就是生物制造，就是以3D打印为基础的生物医学，为制造技术在生物医学方面的应用开辟了新的领域。

我们为什么要发展生物3D打印？我这里总结出来有那么几点。

第一，是生物医学领域的应用规模特别巨大，2009年美国卫生部做了一个调查，在2009年美国医疗卫生方面的开支高达2.5万亿美元，约占美国GDP的17.6%，国民总收入的40%。

美国卫生部进一步预测，到2018年美国在医疗方面的支出将达到GDP的20.3%，所以这个领域非常的巨大。

大家可以想象一下中国古代的帝王，当他们可以富甲天下，拥有大量的财富，最高的权利，他最终希望的事情是什么？是长生不老，是健康。

随着我们人类物质财富越来越富裕，生活水平越来越高，人类愿意花在生命上的钱会越来越多。

在美国，我们可以明确看到的这个趋势。

第二，3D打印在生物医学领域的前景特别巨大，因为生物3D打印技术的快速性、准确性，及擅长制作复杂实体的特性，使他在生物医学领域有着非常广泛的应用前景。

大家可以看一下自己的身体构造，其实每一个人的身体构造都是不一样的，发生病理情况又是存在特殊性和差异化。

我们在临床上经常可以看到，哪怕同一部位肢体的残疾，它的残疾的长度、位臵都不一样。

因此，3D打印个性化制造能力，在医学领域当中有极其广泛的应用前景。

3D打印与传统的医学影像采集，CT、ECT等技术结合，再加上与3D建模技术结合之后，在人工假体、人工组织器官的制造方面产生巨大的推动效应。

第三，生物3D打印对3D打印的重要意义。

目前来说，3D打印相比传统制造技术而言，成本依旧是最大的壁垒。

在上一次3D打印的世界峰会上，我们共同的都谈到了一个问题：相比现在传统的制造技术，3D打印有个性化制造的优势，但是在生产成本上目前并没有优势。

在我们平时所接触的各种产品当中，是否真的有那么多个性化的需求？有待考证。

比如说我们的杯子，其实在实际使用中并不需要太多个性化的杯子，因此，就目前来说，3D打印在大多数制造领域中还没有绝对的竞争优势。

在世界上，所有的生产领域中，有两个领域，它是不计技术成本、不会考虑性价比，一个是医学领域，还有就是军事领域。

只要技术上有1%，甚至0.1%的提升，在这两个领域相应的技术都有巨大的应用价值。

在医学领域，第一、它在个性化的需求非常高。

第二、医学领域是不考虑性价比的，可以不计成本的考虑新技术的领域。

在3D打印界有一个共识，3D打印可以大规模推广的第一个大的产业领域可能就是医学领域。

下面再来讲我们实验室在过去几年在生物3D打印技术的研究和应用。

我们实验室在3D打印领域的一些工作和目前世界生物3D打印领域的许多研发是同步的，通过我们工作的介绍，大家可以初步了解整个生物3D打印医学的发展状况。

首先来给大家介绍一下最神秘、最酷的一个领域:细胞3D打印，细胞3D打印就是在组织器官三维模型指导下，由3D打印机接受控制指令、定位装配、细胞材料或其他一些东西制造组织器官的新技术。

这个技术的形成，首先它有一个基础性的原理。

这是2000年的一个实验，科学家将人类动脉血管切成一节节的环状结构，然后把这些环状结构套在一根线上，大概在72小时后发现，这些切开的又融合到了一起，形成了一根血管。

这个实验告诉我们在体外，如果可以把不同的细胞在空间上按照人类的组织器官的细胞排布要求放在一起，这些细胞就会很快的发生迁移、扩散，自组织，重新组成一个器官，也就是说它能制造出一个全新的器官。

那么细胞3D打印技术经历了这样的发展过程，包括很多大学。

像我们国家的清华大学、国外的Drexel、MIT等大学都在细胞3D打印中做了很多工作。

其中第一个技术就是cell printing，即细胞打印，它的技术原理就是将细胞一层一层打印在特殊热敏材料上，打完之后将材料叠加就能得到需要的结构。

第一台细胞3D 打印机是用一台正常的打印机改装的，也是最早进入商用化的细胞3D打印机，但是由于一些技术当时还没有储备好，这台机器的商用化效果不太好。

商用化做的最好的，是3D Bioplotter技术，它是将细胞和琼脂基复合材料共混，挤出成型在具有交联剂的底板上，层层叠加。

美国Drexel大学工作的实验室，孙伟教授做出了能够连续挤出成型的三喷头的3D打印机，这个技术可以进行药物毒性的肝单元结构检验，我也曾经在该实验室参与过许多工作。

这是一个大致的细胞3D打印的发展流程。

细胞3D打印应用领域有哪些？第一个应用领域是实验室的领域。

它可以为再生医学、组织工程、干细胞、癌症等等你所能想到的所有跟生命科学相关的，以及跟生物材料相关的研究领域提供一个非常好的研究工具。

我们甚至认为它也许可以像传统的生物医学中的PCR技术和膜片钳技术一样，极大地推动刚才所说的领域的科技发展，这两个技术不但形成了两个巨大的产业，而且还分别获得诺贝尔奖。

第二个可以做的就是构建和修复组织器官，提供新的临床医学技术。

这也是一个非常巨大的市场。

我们都知道，随着人逐渐的衰老，我们的肝脏、肾脏、心脏、肺都会发生老化，这就像一辆汽车一样，当汽车的发动机坏掉了，轮胎坏掉了，我们有配件可以买，或者说可以从其他车上拆一个配件下来。

那么人体如果坏掉了怎么办？当然我们听说过，肾脏可以进行移植，但是移植过程中会发生排斥反应，更关键的是没有那么多移植的供体。

我们国家每年要产生3-5万的需要进行肾脏移植的患者，现有的供体完全不够，而且用上去要终身服抗免疫排斥药。

最佳的方法就是我们能够用这个病人自己的细胞来生产它所缺损的器官，我们前段时间在这方面做了很多工作。

比如说，我们用细胞3D打印技术，打印出了人工的肝脏单元。

我们打印好这个结构后，还建立了全新的3D成像系统，开发了专门的体外肝脏单元培养设备，我们可以看这个结构内部长成什么样。

在我们培养这个肝脏一周、两周，一个月后我们可以看到，这个肝脏形成了我们人体一模一样肝脏的功能，而且可以长时间的维持功能。

除了肝脏以外我们另外还做了一些人工的组织，比如说用3D打印技术制造的人工脂肪组织，人工脂肪组织有什么用呢？比如隆胸，你们可能知道硅胶隆胸和其他的一些方法，这些隆胸的方法最终会带来非常大的副作用，最佳的方法就是用自己的脂肪细胞来做这些修补。

我们围绕这个需求做了很多的关于人工脂肪组织的3D打印的研究。

此外，我们还用3D打印技术制造人体的软骨组织，制造人工皮肤组织，如果大家愿意，可以到我们的实验室来看这些方面的工作。