我們都知道干細(xì)胞是人體組織器官的原材料，自從多能干細(xì)胞具有向特定器官分化的能力被發(fā)現(xiàn)以來，人造器官已經(jīng)成為了干細(xì)胞應(yīng)用的主要方向。但是干細(xì)胞體外培養(yǎng)一個完整的器官仍然是困難重重，直到3D打印技術(shù)進(jìn)入生物學(xué)領(lǐng)域，為體外干細(xì)胞器官培養(yǎng)插上了翅膀。

2022年2月21日，四川藍(lán)光英諾生物科技公司宣布，其全球首款干細(xì)胞3D生物打印產(chǎn)品REVOVAS?獲得國家衛(wèi)生健康委員會的臨床批準(zhǔn)。將在華西醫(yī)院開始臨床研究。藍(lán)光英諾預(yù)計將于2022年第二季度開始臨床研究。

REVOVAS?是一種使用3D打印技術(shù)制造的干細(xì)胞血管，主要面向外周動脈疾?。≒ADs）患者。

3D打印與生物醫(yī)學(xué)

3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期，實際上是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同，打印機(jī)內(nèi)裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機(jī)上的藍(lán)圖變成實物。這打印技術(shù)稱為3D立體打印技術(shù)。

1986年，美國科學(xué)家Charles Hull開發(fā)了第一臺商業(yè)3D印刷機(jī)。生物研究者看到了3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用前景，2012年11月，蘇格蘭科學(xué)家利用人體細(xì)胞首次用3D打印機(jī)打印出人造肝臟組織。

2018年12月10日，俄羅斯宇航員利用國際空間站上的3D生物打印機(jī)，設(shè)法在零重力下打印出了實驗鼠的甲狀腺。

2019年1月14日，美國加州大學(xué)圣迭戈分校在《自然·醫(yī)學(xué)》雜志發(fā)表論文，首次利用快速3D打印技術(shù)，制造出模仿中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的脊髓支架，在裝載神經(jīng)干細(xì)胞后被植入脊髓嚴(yán)重受損的大鼠脊柱內(nèi)，成功幫助大鼠恢復(fù)了運(yùn)動功能。

2019年4月15日，以色列特拉維夫大學(xué)研究人員以病人自身的組織為原材料，3D打印出全球首顆擁有細(xì)胞、血管、心室和心房的“完整”心臟，這在全球尚屬首例（3D打印心臟）。但是此心臟并不能正常工作，因為這顆心臟只有櫻桃大小，需要擴(kuò)大細(xì)胞，使細(xì)胞具有足夠的組織構(gòu)建人類大小的心臟。再者受到當(dāng)前3D打印技術(shù)分辨率限制，無法打印出心臟上所有細(xì)小的血管。

干細(xì)胞3D生物打印血管

藍(lán)光英諾是一家聚焦于干細(xì)胞組織修復(fù)與再生的高新技術(shù)企業(yè)。成立于2014年。公司自主研發(fā)了全球首創(chuàng)、具有獨立自主知識產(chǎn)權(quán)的干細(xì)胞生物磚磚?（Biosynsphere?）技術(shù)平臺，并基于該技術(shù)平臺開發(fā)了干細(xì)胞3D生物打印血管（REVOVAS?）。

生物磚?，是一種細(xì)胞與生物材料的復(fù)合體，其包括種子細(xì)胞、核層和殼層。核層由生物相容性材料構(gòu)成，為包裹在其內(nèi)的細(xì)胞提供最適合的生長微環(huán)境，促進(jìn)細(xì)胞在生物磚內(nèi)的增殖、遷移、分化以及發(fā)揮生物學(xué)功能；殼層同樣由生物相容性材料構(gòu)成，為細(xì)胞提供充足的力學(xué)保護(hù)，避免其在應(yīng)用過程中受到機(jī)械力的損傷，同時殼層能夠維持生物磚整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。生物磚?相當(dāng)于是一種容器或者說是干細(xì)胞成長的“搖籃”。

生物磚的結(jié)構(gòu)

REVOVAS?是利用自體脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞作為生物墨汁原料，通過自主研發(fā)的3D生物血管打印機(jī)打印出具有生物活性的血管，植入受體替代病變血管。

目前，藍(lán)光英諾已完成干細(xì)胞3D生物打印血管藥學(xué)和藥理毒理相關(guān)研究，包括GMP條件下工藝和質(zhì)量研究、GLP條件下近百例恒河猴和五指山小型豬動物試驗，其中恒河猴觀察周期最長已經(jīng)超過1700天，各項安全性指標(biāo)均符合要求，再生的血管均未出現(xiàn)狹窄，且術(shù)后受體不需要長期服用抗凝藥物。在恒河猴和五指山小型豬動物實驗中，均觀察到：植入的血管在短期內(nèi)實現(xiàn)完整血管組織再生，具備正常血管的功能。

干細(xì)胞3D生物打印血管在遠(yuǎn)期通暢率和“自主”血管形成上的性能優(yōu)越，一旦應(yīng)用到臨床，將解決困擾人類半個世紀(jì)的人工血管內(nèi)皮化問題。

與日俱增的市場規(guī)模

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我們的生活方式發(fā)生變化，尤其是人口老齡化及城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速，不健康生活方式日益突出，心血管疾病成為超越腫瘤的頭號健康殺手，并且發(fā)病率仍在持續(xù)增高。

據(jù)《中國心血管健康與疾病報告2020》統(tǒng)計,目前中國心血管病死亡占城鄉(xiāng)居民總死亡原因的首位，農(nóng)村為46.66%，城市為43.81%，心血管病給居民和社會帶來的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)日漸加重。報告指出，我國心血管疾病患病率處于持續(xù)上升階段，推算心血管疾病現(xiàn)患病人數(shù)約3.3億。

而縱觀全球，每年死于心腦血管疾病的人群大于1800萬，而潛在心血管疾病患病人群卻有約18億，意味著全球僅有不到10%的患者得到了有效治療。其原因主要在于當(dāng)前心血管疾病的治療手段仍局限在以末端癥狀治療為主。

如何在疾病早期進(jìn)行干預(yù)和治療，成為醫(yī)學(xué)技術(shù)研究的新方向。REVOVAS?血管技術(shù)可以在發(fā)病早期修復(fù)血管組織，根除病變，改善生命質(zhì)量，為廣大心血管疾病患者帶來全新治療理念及治療方案。

近年來，心血管疾病成為主要的健康殺手，隨著我國人口逐漸老齡化，心血管相關(guān)的治療需求將不斷擴(kuò)大。REVOVAS?血管技術(shù)這樣的創(chuàng)新治療理念，無疑給廣大心血管疾病患者群體帶來了新的希望。REVOVAS?血管技術(shù)也將為同類慢性病的早期治療提供新的解決思路，應(yīng)用到更多的領(lǐng)域。誰能說這不是一次醫(yī)學(xué)里程碑呢。

總體而言，對于3D打印技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)有了數(shù)年的發(fā)展，并且在我國科研人員的不斷努力下，更多具有創(chuàng)新性的醫(yī)療技術(shù)與3D打印相結(jié)合，極大的推動了醫(yī)療科技對復(fù)雜病理結(jié)構(gòu)以及科研教育進(jìn)程，REVOVAS?血管技術(shù)降低心腦血管研究的成本，提高了心血管疾病早期發(fā)病治療的可靠性和成功概率，相信在未來會有更多的新式技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療和3D打印行業(yè)之中。