△浙江大學賀永教授
南極熊想說， 關注生物3D列印的讀者， 下文應該詳細閱讀。
心血管疾病是當今世界威脅人類最嚴重的疾病之一， 其作用機制複雜， 目前基於動物實驗及平面細胞實驗的研究與人體環境相差甚遠， 如果能夠在體外構建一個可以模擬體內血管環境的血管模型， 在這個模型上進行化學刺激和力學刺激， 將會為心血管疾病機理的探討提供高效的工具。 我們團隊(注：浙江大學賀永教授團隊)經過兩年多的研究探索，
基於生物列印的方法在體外構建血管結構一直是組織工程領域的研究熱點， 常見的方法主要包括：直接列印管狀結構和在凝膠結構中構建流道網路， 雖然這些方法製造出的血管模型在一定程度上可以模擬真實血管的功能，
我們提出了一種全新的血管列印方法， 其特點是能實現宏微跨尺度流道的同時成形。 通過課題組自行研發的血管印表機， 利用同軸噴頭製造出中空凝膠纖維， 裝載成纖維細胞和平滑肌細胞的凝膠纖維可控沉積在三維列印平臺中的旋轉範本上， 內皮細胞種在中空凝膠纖維融合後形成的宏觀通道內。 課題組通過大量的工藝實驗， 系統解決了跨尺度血管結構的成型問題；通過流體流動實驗演示了多尺度流道的用處；並通過後續的三層細胞培養實驗展示了在組織工程應用中的可能性。
我們很欣慰的是通過這個研究， 將生物3D印表機實現了產業化， 預計今年6月份將能批量提供， 本生物3D印表機及生物製造套件可實現包括可列印血管等含細胞的生物組織、人工骨等陶瓷材料、載藥支架等的高效製造。 歡迎感興趣的老師聯繫我，
題外話：ACS Biomaterials延續了ACS出版社的一貫高品質要求， 共4個審稿人意見都非常專業， 我們的Response Letter就足足寫了30頁。
編者按:醫用3D列印在近幾年是一個熱度呈直線上升的時髦技術。 3D生物列印跨過第一、第二層次， 已經在醫療模型、診療器械、康復輔具、假肢、牙齒及人工關節等方面催生出了一個產業鏈雛形。 然而， 有關3D列印產品的審批、國家對該類產品的政策方面的決策以及產品上升過程中遇到的技術和材料、產品的價格等等瓶頸問題， 如列印人體組織和器官等方面存在重重的問題。 那麼， 如果突破這些瓶頸並掌握整個市場的方向和核心技術並具有核心的市場競爭力成為了企業長久立足的關鍵， 也是臨床醫生和科研人員普遍關心的問題。本次會議將挖掘醫用3D列印領域遇到的瓶頸，一一進行剖析。同時，將對最新的技術進展、上下游產業鏈和臨床新應用進行全面對焦。
生物穀: 賀永教授，您好！非常榮幸能邀請您參加生物穀舉辦的“2017（第三屆）醫用3D列印行業峰會“。我們知道3D列印在中國尚處於起步階段，大到航太飛船、建築、心臟，小到牙齒、血管，3D列印都可以搞定，國務院也鼓勵應用大資料、雲計算、互聯網、增材製造等技術，構建醫藥產品，3D生物列印在醫療上應用有哪些？其核心技術是什麼？
回答：3D生物列印在生物醫療領域有著極其廣泛的應用，概括來說，目前的研究有兩個主要方向：其一是為各種疾病的精准治療研究提供新的研究手段；第二個目標更為遠大，列印出活性的人造器官，並應用於器官移植中。目前疾病的機理探討主要依賴二維的細胞實驗及動物實驗，二維的細胞實驗與人體環境相距甚遠，而動物實驗除了成本高、週期長、重複性不夠理想外，動物的體內環境與人體也有較大的差異。由於3D生物列印可以精確的堆疊各種細胞及支架材料，形成接近實際器官組織的結構，同時其細胞也可採用人類的細胞，恰好可以彌補目前常用的兩大實驗方式的缺點。目前生物3D列印在腫瘤模型、藥物代謝所帶來的肝臟毒性評估、腸道微環境的構造、心血管疾病病例探討等領域都開始有報導，生物3D列印技術在疾病的精准治療中將會有非常廣泛的應用，也是目前就可以很快開展的工作。第二個目標列印可供替代的器官，目前也有很多的嘗試，但總體而言還有很長的路要走，人體器官的結構遠比我們想像的要複雜的多，器官的生長發育機制等機理上還有很多問題有待揭開。目前媒體報導的所謂肝列印、腎列印等研究其實更多的是實驗室再現了器官眾多功能中的一到兩個而已，在這方面我很擔心媒體的過度捧殺。
對於生物3D列印而言，目前的核心難點包括：一是精確控制多種細胞沉積到指定位置，以更好的類比實際組織結構。由於生物墨水是一種典型的水凝膠類軟材料，列印中的變形控制、列印後結構適宜強度的保持、細胞外基質結構的營造等都對這個製造過程提出了很大的挑戰；二是組織列印“成型”後，如何對細胞輸送營養，實現初步的體外培養; 器官內部所遍佈的血管網路是維繫器官活性的根本，也是列印的器官從mm級尺寸到cm級尺寸所必須的環節，列印時必須要構造出有效的營養輸送通道網路。三是培養過程中，如何調控培養環境使得獨立的細胞個體融合成功能性組織。目前列印的組織結構，主要還是形似，神似還有較大距離。也就是說列印後細胞間如何能彼此融合，建立起cross-talking，從而具備真實器官的功能，目前還只是走了萬里長征的一小步。
生物穀:我們瞭解到您之前進行的一項血管3D列印的研究，提出了一種血管3D列印工藝可應用於藥物篩選、細胞共培養、細胞力學等領域。可以向大家介紹一下這項研究在心血管疾病的治療上做出了哪些突破的進展嗎？
回答：15年的時候我們發表了一篇論文提出了一種在列印的同時在組織內部有效構造出營養流道網路的生物3D列印新方法，這項研究算是該工作的持續深化，我們聚焦到血管領域的病例探討中。大家知道隨著生活條件的提高，血管病變及功能退化是一大類非常廣泛的慢性疾病。相對於很多其他疾病而言，血管的病理及藥物效果研究做動物實驗非常麻煩，也難以表徵出實際的病變環境。我們通過兩年多的探索，提出了一種複合微/巨集通道的血管結構，並通過生物列印的方法製造了與真實血管組織類似的結構。這種血管結構最大的特點是管壁自帶微米尺度的通道，這個通道可用於血管的營養輸送、各種生長因數、藥物的刺激等，非常方便於做藥物篩選、細胞共培養、細胞力學等相關的研究。在論文中我們演示了這種全新的結構作為血管病理模型、細胞共培養、動態灌注等方面的應用，由於這裡面能夠展開的工作非常多，我們也歡迎與更多相關的醫學研究人員合作，加速推進這一工具在更多領域的應用。
生物穀: 1990年Manz等人首次提出了微型全分析系統的概念，微流控晶片技術作為當前分析科學的重要發展前沿，在生物、化學、醫藥等領域都發揮著巨大的作用，成為科學家手中流動的"芯"，微流控晶片3D列印這一技術在近幾年有哪些發展？
回答：微流控分析技術從提出以來，發展速度非常之快，由於原有的微流控制造工藝主要源於半導體工藝，更適合於大批量的製造。而在研發階段的小批量快速製造就顯得成本過高，隨著3D列印技術的發展，越來越多的科學家開始借助3D列印的手段來實現晶片的快速製造。目前基於立體光固化及熔融沉積式的晶片列印都有較多的研究報導。我本人一直比較關注Biofluidics的製造方法及製造裝備，目前這一領域使用生物列印的手段來製造器官晶片將會成為一個研究熱點。我們課題組也提出了包括熔融犧牲層等多個列印工藝，並研發了相應的晶片3D印表機。個人覺得3D列印微流控晶片後續有六大值得大力發展的方向：其一、從二維面晶片過渡到三維體晶片；其二、直接列印凝膠材質的微流控晶片；其三、針對微流控需要的3D列印工藝將會開發得到更多的重視；其四、基於列印工藝直接集成感測器及制動器到微流控晶片中；其五、基於3D列印的微流控晶片模組化組裝；其六、紙晶片的3D列印封裝，構成可擕式POC系統。更詳細的分析可參考我撰寫的綜述論文“Developments of 3D Printing Microfluidics and Applications in Chemistry and Biology: a Review”
生物穀: 最新資料顯示，在未來10年複合年增長率會達到17.5%，從之前的我國全球首例應用3D列印技術治療功能泌尿疾病獲成功，到阿斯頓大學研究人員正在嘗試用3D納米列印技術來複製大腦的神經網路，都是非常大的突破，您對3D列印醫療器械市場有哪些看法？覺得這項技術發展的潛力有多大？
回答：3D列印的最大優勢就是製造成本與產品數量關係不大，使得其特別適合於定制領域，而醫療行業的高度定制性是3D列印技術應用最具前景的方向。3D列印醫療器械主要可分為兩大塊，一類是輔助診斷、輔助治療的3D列印輔具類。一類是創傷修復或植入體內的3D列印植入物。目前3D列印輔助手術，如列印的手術模擬器及術前規劃系統已經開始在很多醫院有應用案例，而3D列印的植入物也已經開始走向臨床，像列印的關節等有些都拿到了相關批文。我們課題組也專門寫過論文提出了Printing@Clinic的概念。隨著未來幾年政策的調整，醫療輔具的3D列印有可能會納入醫保，這個市場將會快速騰飛。3D列印植入物的發展要慢一些，將會優先在骨及關節、創傷修復等領域獲得臨床應用。考慮到醫療行業可以接受10%的性能提升所導致的數倍乃至數十倍的成本增加，我認為未來3D列印的最主要及最重要的應用都是在醫療行業，畢竟沒有什麼比生命及健康更重要的了。
賀永教授近期在《ACS Biomaterials》上新發科研成果：跨尺度血管結構的生物3D列印
賀永，博士，博士生導師，浙江大學機械工程學院教授，國家基金委優秀青年科學基金及浙江省傑出青年基金獲得者，浙江省三維列印工藝與裝備重點實驗室副主任。一直以來從事生物製造、生物列印方面的研究工作，主持國家自然科學基金3項，國家支撐計畫子課題、國家數控重大專項子課題各一項，省部級課題多項，授權發明專利30余項，發表SCI論文30餘篇，論文發表在包括Biomaterials，Biofabrication等生物製造、微製造、微流體領域的頂級期刊。提出了組織/營養流道同步列印的生物列印新工藝，主持開發了包括生物3D印表機、微流控晶片3D印表機等裝備。
2017（第三屆）醫用3D列印行業峰會初擬日程
2017年 4月12日 星期三
10:00-20:00
全天簽到（一樓大廳）
2017年 4月13日 星期四
時間
演講題目
演講嘉賓
09:00-09:10
大會主席致辭
張興棟 四川大學生物材料工程研究中心院士
09:10-09:50
3D列印材料研發進展及機遇
張興棟 四川大學生物材料工程研究中心院士
09:50-10:30
微流控晶片3D列印
賀 永 浙江省三維列印工藝與裝備重點實驗室 副主任
10:30-10:50
茶歇&展臺參觀
10:50-11:30
3D列印精准醫學的辯證思維
錢齊榮 第二軍醫大學附屬長征醫院關節外科主任
11:30-12:10
TBD
樊瑜波 北京航空航太大學生物與醫學工程學院院長
12:10-14:00
午餐&午休
14:00-14:40
3D列印技術在口腔醫學中的應用
張建設 成都軍區總醫院口腔科主任/頜面外科教授、主任醫師
14:40-15:20
數位外科及3D技術在口腔頜面部創傷救治研究中的應用
譚穎輝 第三軍醫大學新橋醫院口腔科 主任
15:20-15:40
茶歇&展臺參觀
15:40-16:20
3D列印生物材料用於組織修復與腫瘤治療
吳成鐵 中國科學院上海矽酸鹽研究所生物材料研究中心 副主任
16:20-17:00
3D列印人體組織/醫療模型（擬）
李學軍 中南大學湘雅醫院/國家為省計生委醫管中心3D列印醫學應用專家委員會秘書長
17:00-17:40
TBD
徐銘恩 杭州捷諾飛有限公司 董事長
2017年 4月14日 星期五
時間
演講題目
嘉賓
09:00-09:40
3D列印骨植物、支架複合材料
樊渝江 四川大學生物材料工程研究中心主任
09:40-10:20
3D列印顱頜面修復
杜如虛 香港中文大學精密工程研究所 所長
10:20-10:40
茶歇&展臺參觀
10:40-11:20
3D列印血管（擬）
周惠興 中國農業大學3D列印工程技術研究中心/四川藍光英諾生物科技股份有限公司 教授/高級研究員
11:20-12:00
3D列印在心血管病中的應用
鄭 宏 中國醫學科學院阜外醫院，國家心血管病中心 主任
12:00-14:00
午餐&午休
14:00-14:40
生物3D列印技術的產業化探索
袁玉宇 邁普再生醫學科技有限公司 董事長
14:40-15:20
4D列印在生物醫療領域的應用
王 紅 青島尤尼科技有限公司 董事長
15:20-15:40
茶歇&展臺參觀
15:40-16:00
數字醫療定制的3D列印
王 晶 西安交通大學
16:00-16:20
待定
16:20-17:00
待定
17:00
會議結束
2017.4.13 - 4.14 成都上層名人酒店
大會連絡人：劉梓昕 185 0160 8077 zixin.liu@bioon.com
也是臨床醫生和科研人員普遍關心的問題。本次會議將挖掘醫用3D列印領域遇到的瓶頸，一一進行剖析。同時，將對最新的技術進展、上下游產業鏈和臨床新應用進行全面對焦。生物穀: 賀永教授，您好！非常榮幸能邀請您參加生物穀舉辦的“2017（第三屆）醫用3D列印行業峰會“。我們知道3D列印在中國尚處於起步階段，大到航太飛船、建築、心臟，小到牙齒、血管，3D列印都可以搞定，國務院也鼓勵應用大資料、雲計算、互聯網、增材製造等技術，構建醫藥產品，3D生物列印在醫療上應用有哪些？其核心技術是什麼？
回答：3D生物列印在生物醫療領域有著極其廣泛的應用，概括來說，目前的研究有兩個主要方向：其一是為各種疾病的精准治療研究提供新的研究手段；第二個目標更為遠大，列印出活性的人造器官，並應用於器官移植中。目前疾病的機理探討主要依賴二維的細胞實驗及動物實驗，二維的細胞實驗與人體環境相距甚遠，而動物實驗除了成本高、週期長、重複性不夠理想外，動物的體內環境與人體也有較大的差異。由於3D生物列印可以精確的堆疊各種細胞及支架材料，形成接近實際器官組織的結構，同時其細胞也可採用人類的細胞，恰好可以彌補目前常用的兩大實驗方式的缺點。目前生物3D列印在腫瘤模型、藥物代謝所帶來的肝臟毒性評估、腸道微環境的構造、心血管疾病病例探討等領域都開始有報導，生物3D列印技術在疾病的精准治療中將會有非常廣泛的應用，也是目前就可以很快開展的工作。第二個目標列印可供替代的器官，目前也有很多的嘗試，但總體而言還有很長的路要走，人體器官的結構遠比我們想像的要複雜的多，器官的生長發育機制等機理上還有很多問題有待揭開。目前媒體報導的所謂肝列印、腎列印等研究其實更多的是實驗室再現了器官眾多功能中的一到兩個而已，在這方面我很擔心媒體的過度捧殺。
對於生物3D列印而言，目前的核心難點包括：一是精確控制多種細胞沉積到指定位置，以更好的類比實際組織結構。由於生物墨水是一種典型的水凝膠類軟材料，列印中的變形控制、列印後結構適宜強度的保持、細胞外基質結構的營造等都對這個製造過程提出了很大的挑戰；二是組織列印“成型”後，如何對細胞輸送營養，實現初步的體外培養; 器官內部所遍佈的血管網路是維繫器官活性的根本，也是列印的器官從mm級尺寸到cm級尺寸所必須的環節，列印時必須要構造出有效的營養輸送通道網路。三是培養過程中，如何調控培養環境使得獨立的細胞個體融合成功能性組織。目前列印的組織結構，主要還是形似，神似還有較大距離。也就是說列印後細胞間如何能彼此融合，建立起cross-talking，從而具備真實器官的功能，目前還只是走了萬里長征的一小步。
生物穀:我們瞭解到您之前進行的一項血管3D列印的研究，提出了一種血管3D列印工藝可應用於藥物篩選、細胞共培養、細胞力學等領域。可以向大家介紹一下這項研究在心血管疾病的治療上做出了哪些突破的進展嗎？
回答：15年的時候我們發表了一篇論文提出了一種在列印的同時在組織內部有效構造出營養流道網路的生物3D列印新方法，這項研究算是該工作的持續深化，我們聚焦到血管領域的病例探討中。大家知道隨著生活條件的提高，血管病變及功能退化是一大類非常廣泛的慢性疾病。相對於很多其他疾病而言，血管的病理及藥物效果研究做動物實驗非常麻煩，也難以表徵出實際的病變環境。我們通過兩年多的探索，提出了一種複合微/巨集通道的血管結構，並通過生物列印的方法製造了與真實血管組織類似的結構。這種血管結構最大的特點是管壁自帶微米尺度的通道，這個通道可用於血管的營養輸送、各種生長因數、藥物的刺激等，非常方便於做藥物篩選、細胞共培養、細胞力學等相關的研究。在論文中我們演示了這種全新的結構作為血管病理模型、細胞共培養、動態灌注等方面的應用，由於這裡面能夠展開的工作非常多，我們也歡迎與更多相關的醫學研究人員合作，加速推進這一工具在更多領域的應用。
生物穀: 1990年Manz等人首次提出了微型全分析系統的概念，微流控晶片技術作為當前分析科學的重要發展前沿，在生物、化學、醫藥等領域都發揮著巨大的作用，成為科學家手中流動的"芯"，微流控晶片3D列印這一技術在近幾年有哪些發展？
回答：微流控分析技術從提出以來，發展速度非常之快，由於原有的微流控制造工藝主要源於半導體工藝，更適合於大批量的製造。而在研發階段的小批量快速製造就顯得成本過高，隨著3D列印技術的發展，越來越多的科學家開始借助3D列印的手段來實現晶片的快速製造。目前基於立體光固化及熔融沉積式的晶片列印都有較多的研究報導。我本人一直比較關注Biofluidics的製造方法及製造裝備，目前這一領域使用生物列印的手段來製造器官晶片將會成為一個研究熱點。我們課題組也提出了包括熔融犧牲層等多個列印工藝，並研發了相應的晶片3D印表機。個人覺得3D列印微流控晶片後續有六大值得大力發展的方向：其一、從二維面晶片過渡到三維體晶片；其二、直接列印凝膠材質的微流控晶片；其三、針對微流控需要的3D列印工藝將會開發得到更多的重視；其四、基於列印工藝直接集成感測器及制動器到微流控晶片中；其五、基於3D列印的微流控晶片模組化組裝；其六、紙晶片的3D列印封裝，構成可擕式POC系統。更詳細的分析可參考我撰寫的綜述論文“Developments of 3D Printing Microfluidics and Applications in Chemistry and Biology: a Review”
生物穀: 最新資料顯示，在未來10年複合年增長率會達到17.5%，從之前的我國全球首例應用3D列印技術治療功能泌尿疾病獲成功，到阿斯頓大學研究人員正在嘗試用3D納米列印技術來複製大腦的神經網路，都是非常大的突破，您對3D列印醫療器械市場有哪些看法？覺得這項技術發展的潛力有多大？
回答：3D列印的最大優勢就是製造成本與產品數量關係不大，使得其特別適合於定制領域，而醫療行業的高度定制性是3D列印技術應用最具前景的方向。3D列印醫療器械主要可分為兩大塊，一類是輔助診斷、輔助治療的3D列印輔具類。一類是創傷修復或植入體內的3D列印植入物。目前3D列印輔助手術，如列印的手術模擬器及術前規劃系統已經開始在很多醫院有應用案例，而3D列印的植入物也已經開始走向臨床，像列印的關節等有些都拿到了相關批文。我們課題組也專門寫過論文提出了Printing@Clinic的概念。隨著未來幾年政策的調整，醫療輔具的3D列印有可能會納入醫保，這個市場將會快速騰飛。3D列印植入物的發展要慢一些，將會優先在骨及關節、創傷修復等領域獲得臨床應用。考慮到醫療行業可以接受10%的性能提升所導致的數倍乃至數十倍的成本增加，我認為未來3D列印的最主要及最重要的應用都是在醫療行業，畢竟沒有什麼比生命及健康更重要的了。
賀永教授近期在《ACS Biomaterials》上新發科研成果：跨尺度血管結構的生物3D列印
賀永，博士，博士生導師，浙江大學機械工程學院教授，國家基金委優秀青年科學基金及浙江省傑出青年基金獲得者，浙江省三維列印工藝與裝備重點實驗室副主任。一直以來從事生物製造、生物列印方面的研究工作，主持國家自然科學基金3項，國家支撐計畫子課題、國家數控重大專項子課題各一項，省部級課題多項，授權發明專利30余項，發表SCI論文30餘篇，論文發表在包括Biomaterials，Biofabrication等生物製造、微製造、微流體領域的頂級期刊。提出了組織/營養流道同步列印的生物列印新工藝，主持開發了包括生物3D印表機、微流控晶片3D印表機等裝備。
2017（第三屆）醫用3D列印行業峰會初擬日程
2017年 4月12日 星期三
10:00-20:00
全天簽到（一樓大廳）
2017年 4月13日 星期四
時間
演講題目
演講嘉賓
09:00-09:10
大會主席致辭
張興棟 四川大學生物材料工程研究中心院士
09:10-09:50
3D列印材料研發進展及機遇
張興棟 四川大學生物材料工程研究中心院士
09:50-10:30
微流控晶片3D列印
賀 永 浙江省三維列印工藝與裝備重點實驗室 副主任
10:30-10:50
茶歇&展臺參觀
10:50-11:30
3D列印精准醫學的辯證思維
錢齊榮 第二軍醫大學附屬長征醫院關節外科主任
11:30-12:10
TBD
樊瑜波 北京航空航太大學生物與醫學工程學院院長
12:10-14:00
午餐&午休
14:00-14:40
3D列印技術在口腔醫學中的應用
張建設 成都軍區總醫院口腔科主任/頜面外科教授、主任醫師
14:40-15:20
數位外科及3D技術在口腔頜面部創傷救治研究中的應用
譚穎輝 第三軍醫大學新橋醫院口腔科 主任
15:20-15:40
茶歇&展臺參觀
15:40-16:20
3D列印生物材料用於組織修復與腫瘤治療
吳成鐵 中國科學院上海矽酸鹽研究所生物材料研究中心 副主任
16:20-17:00
3D列印人體組織/醫療模型（擬）
李學軍 中南大學湘雅醫院/國家為省計生委醫管中心3D列印醫學應用專家委員會秘書長
17:00-17:40
TBD
徐銘恩 杭州捷諾飛有限公司 董事長
2017年 4月14日 星期五
時間
演講題目
嘉賓
09:00-09:40
3D列印骨植物、支架複合材料
樊渝江 四川大學生物材料工程研究中心主任
09:40-10:20
3D列印顱頜面修復
杜如虛 香港中文大學精密工程研究所 所長
10:20-10:40
茶歇&展臺參觀
10:40-11:20
3D列印血管（擬）
周惠興 中國農業大學3D列印工程技術研究中心/四川藍光英諾生物科技股份有限公司 教授/高級研究員
11:20-12:00
3D列印在心血管病中的應用
鄭 宏 中國醫學科學院阜外醫院，國家心血管病中心 主任
12:00-14:00
午餐&午休
14:00-14:40
生物3D列印技術的產業化探索
袁玉宇 邁普再生醫學科技有限公司 董事長
14:40-15:20
4D列印在生物醫療領域的應用
王 紅 青島尤尼科技有限公司 董事長
15:20-15:40
茶歇&展臺參觀
15:40-16:00
數字醫療定制的3D列印
王 晶 西安交通大學
16:00-16:20
待定
16:20-17:00
待定
17:00
會議結束
2017.4.13 - 4.14 成都上層名人酒店
大會連絡人：劉梓昕 185 0160 8077 zixin.liu@bioon.com