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南极熊回答上交所,蓝光发展3D打印生物血管到底如何?

南极熊3D打印2018-04-02 18:14:07


2016年12月2日,南极熊发现一个做生物血管3D打印的3D打印概念股蓝光发展(600466)停牌了(主业是做房地产的,手里有钱投资做了3D打印血管,于是便成为3D打印概念股;不过对小编没啥影响,反正没钱买),市值174.7亿元,股价是一个非常吉利的数字8.18元。而就在11月30日,南极熊披露了一则消息:蓝光发展旗下的蓝光英诺,关于3D打印血管方面的进展。
 


想不到,南极熊的报道,可能被证监会发现了。


12月1日,上交所给蓝光发展发了问询函,监管层要求说明3D生物打印血管技术国内外同类产品的研发现状、所处阶段,公司3D生物打印技术的比较优势等内容。蓝光发展需对相关事项进行补充说明,自2016年12月2日起停牌。

对于上交所提出的问询,南极熊觉得这是一个非常不错的命题作文。由于本身积累了一批相关的资料,就整理一下国内外3D生物打印血管技术的发展现状。

据南极熊了解,目前世界像 美国、德国,日本,土耳其,中国等多个国家的多个团队都在3d打印人造血管方面有着深入的研究。如果实现从无到有的制造活性人体血管的话,可以解决医学上的许多问题。血管对人体极为重要,因为它们能为人体器官传送营养物质,以及移除人体组织产生的废物。3D打印生物血管,实验中的细胞同样需要氧气和营养,没有这些生命要素,它们就会死亡。一直以来,打印不出更细的组织切片,正是因为的血管过细,会使得血管内部细胞所需的营养物质被切断。如何人工制造一个能够遍布全身的血管网络,一直是很多科学家多年孜孜以求的目标。


蓝光英诺在3D生物血管打印的情况


那我们先来看一下中国的蓝光英诺团队的研发成果。
蓝光英诺宣称研发了3D生物打印的核心技术——生物砖(Biosynsphere),并且在2016年试验了3d生物打印血管内皮化。

但是,由于南极熊没有其具体详细资料,也没有亲眼看到过其打印的血管,这里无法对其充分判断。 

至于“血管内皮化”的重要性,南极熊摘录了一段概念:
内皮细胞不仅是介于血管壁和血液之间的屏障结 构,而且是体内一种代谢十分活跃的内分泌器官,能合成和分泌多种生物活性物质,如分泌一氧化氮、前列环素等活性物质,可有效防止血栓形成,维持血管收缩与舒张、凝血与抗凝血等平衡,在血管腔的表面形成一个抗凝血和抗血栓系统,另外内皮细胞同血细胞一样表面带负电荷,因而具有抗血小板聚集、 防止血液凝固和血栓形成的作用,从而保持血液的正常流动和血管的长期通畅。人工血管与自体血管的主要区别是无内皮细胞衬里,所以如何使人工血管内皮化,显然尤为重要。



中国的蓝光英诺团队


四川蓝光英诺生物科技股份有限公司是蓝光发展旗下全资子公司,蓝光英诺在2015年10月25日 ,“国家高技术研究发展计划(863计划)——3D生物打印血管项目的重大突破和产品发布会”上蓝光英诺发布“全球首款3D生物血管打印机”。虽然全球的很多团队都在进行相关课题的研究,但是蓝光英诺还是推出了3d生物血管打印机,3D生物打印血管发明的突破性意义在于,利用干细胞为核心的3D生物打印技术体系已经完备。——引用自蓝光英诺

蓝光英诺首席科学家、中组部首批千人计划国家特聘专家、美国毒理科学院院士康裕建教授研发的3D生物打印的核心技术——生物砖(Biosynsphere)。并且蓝光英诺首创的3D生物血管打印机可以打印出血管独有的中空结构、多层不同种类细胞。这是一种新型的、精准的、具有仿生功能的干细胞培养体系。它以含种子细胞(干细胞、已分化细胞等)、生长因子和营养成分等组成的“生物墨汁”,结合其他材料层层打印出产品,经打印后培育处理,形成有生理功能的组织结构。俗话说就是打印出的东西是“活的”。即3D生物打印是打印出含有细胞成分并具有生物学活性的产品。——引用自蓝光英诺


蓝光英诺生物在2016年宣布,3D生物打印血管在体试验获得成功。如果这是真的,它标志着干细胞应用技术去的重大突破,3D生物打印机血管技术在临床应用有了进一步的希望。

国内外同类产品的研发现状、所处阶段

美国哈佛团队
南极熊第一次看到关于3d打印血管的报道是在2014年4月份哈佛大学Wyss研究所研究人员,利用一种特制的混合的生物材料,通过3D打印技术,来制造的具备生命活力的血管网络。这些血管组织不再仅呆在实验室的温室,还能用于新药的测试。而哈佛打印处血管有网在将来解决这一问题。

据了解,巴佛团队在打印血管组织的时候,利用了掺杂着活细胞以及细胞外基质的,一种特殊的生物材料。一般绝大多数的生物材料在它冷却的同时会变硬,而研究人员利用这种特殊材料,能在温度冷却的同时逐渐融化,并释放出活细胞和细胞外基质。待到冷却成型后,这些细胞能待在原来的组织位置,而无用的熔化物将被科学家吸出。

 

在2016年3月份团队技术又有了突破,他们发明了一种新的方法,能够3D打印出厚度足够的血管化网络组织结构,而这种结构能让液体、营养物质和细胞生长因子顺利进入,保证植入其中的细胞存活并促进它们生长,最终形成完成的功能性组织。

土耳其Sabancı大学团队

2014年3月份,土耳其Sabancı大学的研究人员首次使用磁共振数据用活细胞完成了大血管组织的3D打印。 据了解,这一成果来自由Bahattin Koç教授领导的3D组织和器官打印团队,开发团队的最终目标是使用患者自身的正常细胞或干细胞,通过3D生物打印技术打印部分或整个组织/器官。由于打印出来的器官或组织用的是患者自身的细胞,移植器官的排异风险就不再是一个问题了。

 


团队首次使用磁共振(MR)数据3D打印一个解剖学意义上真正的主动脉组织。研究团队利用活的真皮成纤维细胞(fibroblast)作为“生物墨水”来创建大血管组织结构。据了解,成纤维细胞是结缔组织的主要细胞类型,它们合成组织中所需要的细胞外基质蛋白和胶原蛋白。下一步,研究人员将在生物反应器中测试内皮细胞和平滑肌细胞。

美国爱荷华大学团队
2014年11月爱荷华大学3D打印出可向细胞运送液体的血管,爱荷华大学(UI)团队已经开发出技术能够使把液体运送到活细胞。根据团队的正式说法是:生物打印可灌注脉管组织的新方法将允许器官和组织里的液体在血管里循环。

 


团队指出,在组织工程中使用的概念——将活细胞与生物材料相结合,制造出功能性的组织——已经出现了超过20年,而一直以来最大的障碍就是如何将营养物质有效地传递给细胞。为了解决这个问题,团队目前正致力于“功能性血管化组织和器官的生物打印”。他们表示,这只是他们实现最终目标的第一步。其最终目标是以生物打印为手段,最终提供一种血管网,并将其整合到组织和器官的打印中去。

德国 ArtiVasc 团队
据南极熊了解,ArtiVasc 团队是多国科学家组成的一个团队,该团队集合了生物材料开发、血管生成、组织工程、细胞—基质相互作用和快速制造等领域专家组成共同工作,实力强大毋庸置疑,并且该团队是得到了欧盟的全力支持。

 


在2015年9月份南极熊了解到,ArtiVasc 3D成功研发出3D打印毛细血管技术,可以用来打造人体血管,而这一成果又促使该团队找到了一种培养全层皮肤模型的方法,这种方法将会获得更大的层厚度。血管是整个技术的核心关键,也是这个软组织在开发过程中遇到的最为挑战性的问题之一。它需要一种方法就像人造皮肤这样多层组织来提供营养,只有这样,它才有可能生成上层皮肤—表皮和真皮。团队在人体以外获得的这种组织厚度仅仅只有200微米,但是一个完成的皮肤,其厚度可以达到几毫米。

美国由赖斯大学和宾夕法尼亚大学生物工程团队
据南极熊了解,在2015年11月,由赖斯大学和宾夕法尼亚大学的科学家组成的一支生物工程团队似乎在就是如何将高聚物、硅树脂和患者自身的细胞完美融合,从而制成具有运送氧气和营养物质能力的生物相容性微血管取得了突破,他们的方法是使用糖玻璃和硅胶来创建一种基本的血管系统。

 


团队通过逐层3D打印糖玻璃创建出了一种血管晶格,然后在其当硬化后将其用作了硅胶翻模的模具。在硅胶固化之后,就得到了一个小型的管道网络。尽管看上去还不像器官中的血管,不过它们已经具备了一些与器官移植相关的关键特性。通过这种方法,团队已经创建出了一种血管结构。它带有直径均为1毫米的一个入口和一个出口,还具有直径在600-800微米间的更小的分支血管。

美国劳伦斯利物莫国家实验室
2015年12月,劳伦斯利物莫国家实验室的研究者们利用生物3D打印技术创造出了一种自组织的血管系统,可更加高效地在体外再现人类生理机能,最终将有可能打造出复杂的人类组织系统,以及帮助科学家更好地理解和应对疾病。

 


研究者已经能利用带有人体细胞的3D打印生物墨水创建出具有人体相容性的自组织血管和毛细血管了。这些结构是根据真实的人体细胞设计的,能够借助营养物质不断生长,最终具备近乎真实的反应能力并自行发展成为复杂的血管网络。

日本日本佐贺大学团队
2016年7月份,日本佐贺大学将iPS细胞(人体诱导多功能干细胞)培育出的细胞群打印成管状结构,制成血管。日本政府预计到2020年前后,iPS细胞将可用于治疗心脏病等疾病,正在加紧掌握与人体组织形状相近的人造立体组织移植技术。

 

贺大学教授森田茂树的研究团队将人类iPS细胞培养出可发育成血管的细胞群,并在多排细针组成阵列的微型基座上层层串起细胞,最后打印出长2厘米,直径5毫米的管状结构。


总结

3D生物血管打印是3D打印人体器官的关键技术难题,世界很多国家的科研机构都在进行相关研究。可以应用于临床的3D打印生物血管,具有极高的难度。接下来南极熊就和大家说点正事,蓝光英诺是蓝光发展(600466)的全资子公司,随着蓝光英诺在3D生物血管打印科研成果的发布,其股价可能会进行波动,入市有风险,投资需谨慎。


总之,南极熊希望中国的3D打印血管研究,可以有实实在在的投入和发展。


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