西安點云生物：3D打印可再生人工骨及高端裝備制造

2018年11月27-28日，2018增材制造全球創(chuàng)新大賽經過激烈地比拼，36個入圍路演復評的項目中，15個具有創(chuàng)新性、市場發(fā)展前景的增材制造項目獲得了評審專家們的青睞，贏得了終評的入場券。

下面是現(xiàn)場速記，南極熊希望可以很好還原其項目路演過程。

3D打印可再生人工骨

——西安點云生物科技有限公司曾慶豐

曾慶豐：西安點云生物有限公司，我們有個3D打印可再生人工骨及高端裝備制造項目。
人體骨骼背景

人的組織主要分為軟組織和硬組織，硬組織就是骨骼，在人體發(fā)揮巨大作用。但是我們有大量的患者，其解決方案有采用假體技術，使用時間一般為10年到20年，適合成長期的兒童。

• 采用自體骨，數(shù)量有限不能實現(xiàn)定制化；
• 采用異體骨存在免疫排斥的風險，結構很難控制。
  

市場需求保守估計是一千個億，甚至可以到萬億的市場，但是現(xiàn)在由于技術的限制，市場僅僅只有百億的量級，有一個巨大的空間由于技術不成熟尚未釋放出來，用可控的人造骨骼是一個非常重要的方向。

植入人體的材料要求非常苛刻，生物相容性、降解性、骨傳導等等，因此把很多材料選擇和材料加工工藝的方法排除在外。世界上主流的人工骨，主要以鈣磷陶瓷為代表，高分子材料為代表生物聚合物。

從國內外產品來看尺寸普遍比較小形狀單一，只能解決小缺損修復，大段修復不能滿足要求。解決大段落修復必須有相應的裝備，從國內外裝備來說，很難實現(xiàn)高骨礦打印，我們把打印技術稱為在針尖上跳舞，還要調控材料成分、比例孔隙結構，在軟硬件控制和溫度輔助方面要求非�？量�。
△點云生物3D打印機（PCPrinter BM150）采用世界先進的無絲打�。‵ilament Free Printing, FFP）技術，支持自由配比復合化打印漿料，精確控制多種生物材料和活性細胞的三維成型，廣泛適用軟組織生物結構體、骨組織再生和藥物控釋等材料，為生命科學、材料科學、組織工程、醫(yī)療器械和藥物開發(fā)等領域的研究者提供新的研究工具。

為了解決這些問題，點云發(fā)展了我們的打印技術，包括材料技術、軟件技術、裝備技術、動物實驗技術、臨床應用技術，開展了人體臨床實驗，領先國外同行三到六年。

• 通過我們的材料技術，可以精準調控材料的成分、比例、外部的形貌以滿足不同細胞的生長要求，以及對生物力學的要求。
• 自主研發(fā)了軟件，一方面控制打印過程路徑規(guī)劃，也可以進行生物力學分析，以及生長過程當中材料在體內的變化過程。
• 更重要的是發(fā)展了相應裝備技術，在常溫條件下實現(xiàn)材料精準定量輸出，精度可以達到1微升的量級，在常溫下打印不改變誘導特性。采用專業(yè)的軟件可以完全實現(xiàn)模型結構精準控制。
  

通過我們這種打印技術可以看到，在常溫條件下實現(xiàn)復合材料精準打印，將打印龍骨支架植入到缺損部位，降解過程和成骨過程完全匹配，在有限的時間里面可以實現(xiàn)骨再生修復過程。

3D打印技術在制造過程是一個剛需的技術。正是有了3D打印技術，可以精準控制解剖外形，只有經過精準控制孔密結構，材料實現(xiàn)理想再生過程。我們的材料藍顏色的部分代表材料，黃顏色是再生修復的骨骼，只有經過精準控制材料和孔隙結構，才能在2周、4周、8周、12周實現(xiàn)理想的修復。

在我們的基礎上，和空軍軍醫(yī)大學進行合作，通過打印技術植入到缺損部位，經過2個月、4個月、6個月最終患者解除外部固定，實現(xiàn)了獨立行走。國外技術狀態(tài)什么樣，到2024年才有可能把這個技術應用于臨床，這種技術完全是用在承重部位的。

在大段骨修復里面，形成了一整套數(shù)字化醫(yī)療的解決方案，可以開展三維數(shù)據(jù)合成，通過設計和驗證，用自主研發(fā)打印裝備進行打印，同時還結合術前診斷與演練最后實施手術。

取得這些成績實際上與整個多學科交叉團隊是密不可分的，我是長期從事生物復合材料研究，先后在英國、美國、法國開展合作的研究。我們團隊里面有多位高管在上市公司里面做過運營，還有裝備，最重要我們有臨床體系這方面的豐富經驗核心團隊成員。

另外我們也和很多頂尖醫(yī)院，比如說第四軍醫(yī)大學，上海大學、北京大學等進行密切合作，為我們提供大量智力支持。

點云在醫(yī)療領域發(fā)展規(guī)劃

2018年在世界首例基礎上，在2019年開展多中心臨床實驗，2020年完成臨床實驗進行CFDA申報材料提交，2021年實現(xiàn)規(guī)�；�的應用。最終產品是可再生人工骨。同時為再生骨進入到市場的時候進行前期市場的鋪墊，當人工骨進入到市場的時候，保守估計每年產生數(shù)億到十數(shù)億的產值，所以它的市場空間非常巨大。

我們在行業(yè)里面也形成了材料、制備方法、工藝、裝備、軟件等等方面知識產權的布局。商業(yè)模式也得到了市場的認可，比如說我們和第三軍醫(yī)大學陸軍軍醫(yī)大學開展生物打印的合作，我們打印機輸送到它的平臺上，基于這個平臺提供定制化的材料軟件裝備技術，對標也是頂尖國際公司。

在發(fā)展過程當中，技術得到了行業(yè)認可，在2016年的時候獲得了第三屆全球新材料行業(yè)大賽一等獎。同時我們也在發(fā)展一些國際頂尖先進的技術，光固化技術可以制備更先進的結構。

為了進行產業(yè)的發(fā)展提供大量人才保障，我們又和昊陽國際控股集團，在四川共建四川醫(yī)療器械應用技術學院，比如說我們做人工錐體，將我們的技術從創(chuàng)傷領域進入到脊柱和關節(jié)領域，在規(guī)�；�生產的時候，和瀘州市政府簽署了投資約5億元的項目，在投產的時候，3D打印可再生骨年產量在10萬件以上，年產值超過20億元人民幣。

在行業(yè)里面，我們點云取得了諸多資質，在3D打印專委會里面是12個理事單位之一，同時開展標準制定工作。這個項目形成以廊坊固安為研發(fā)基地，瀘州生產基地這樣一個布局，獲得了國內外高校、科研機構、醫(yī)院支持，得到了一些資本支持。

點云希望建設成為全球3D打印可再生人工骨方案提供商。

裴國獻：這個工作我可以證實效果不錯的，在臨床上我們第一個先用，你這個材料可吸收性怎么樣，周期怎么樣？特別是負重骨體積比較大的時候，單純材料放進去，必須要有自身的細胞進去才行，這個實驗做過沒有？大段的體積比較大的。

曾慶豐：我們針對大段的修復，目前修復尺寸最大達到7個公分到10個公分。因為是一個異型，這種大段的修復通過臨床患者表現(xiàn)恢復很好，剛才看到了患者，它已經實現(xiàn)了負重的活動，這個材料在患者體內實現(xiàn)一個降解過程，誘導成骨很好的匹配。首先我們材料是一個生物陶瓷材料，概念陶瓷為主向的材料，這個材料和人體成分是近似的，它能夠誘導干細胞在材料表面進行爬行。同時，在表面形成礦化過程，把原有材料替換成人體骨骼的材料，從患者的情況，以及動物情況來看的話，可以在6個月以內完成修復過程。

韓倩倩：我覺得這種材料生物陶瓷類材料還是在骨誘導特性上，其實在臨床上表現(xiàn)會比較好，但是我提示一點，畢竟要往產品走，可能在降解過程中的力學特性，可能是比較關注的點。

曾慶豐：這是很多的專家非常關心，骨頭是承重的，我們的材料里面包含了一種降解適當慢的材料，還有降解稍微快的材料，通過他們的修復過程，不能降解太快，修復過程這個材料具有一定的強度，雖然我們的強度是一個多種材料，但是可以滿足松質骨力學承載作用。輔助外部固定的情況下，它可以在三個月的時候可以逐漸有了自身的骨骼，獲得了自身的強度，這些強度除了材料自身的，也可以通過再生過程形成它的力學性能。所以理論上講是一個4D打印。

韓倩倩：我感覺應該在個性化定制這一塊前景也會比較好，它也是可降解不用二次手術。

周賽：您剛才說已經在瀘州建基地，在重慶已經把設備材料設立了，應該走向市場做商業(yè)化了，其實這個項目很好，但是下一步商業(yè)化運作、運營模式、盈利模型有沒有進行測算，如何支撐后續(xù)發(fā)展？

曾慶豐：如果說作為一個全資金投入，燒錢模式，那是一種方式，但是我們還是希望通過一部分融資，同時結合企業(yè)自身造血，這樣同時也是驗證我們商業(yè)模式，就像我們跟第三軍醫(yī)大學合作，當時提供一臺裝備，沒有考慮到后面基于這個裝備建立一個實驗室。他們認為我們裝備是一個開發(fā)平臺，可以繼續(xù)在開發(fā)平臺開發(fā)很多的醫(yī)療器械，我們的商業(yè)模式：

• 輸送3D打印機，
• 輸送材料技術和軟件技術，
• 基于這個平臺可以開發(fā)更多的醫(yī)療器械。
  

因為我們輸送對象都是醫(yī)生，可以在平面上輸送更多的器械，這個器械再結合生產基地，可以進行轉化，現(xiàn)在也實行很多的注冊證，注冊人制度，我們點云可以成為新的醫(yī)療器械轉化平臺。

周賽：說是一個達到轉化平臺，我不否定，但是從人工骨這一塊你的市場收費誰來支付？能不能規(guī)�；瘡椭撇拍馨堰@個事做的更加有聲有色。

曾慶豐：這是一個非常重要的問題，任何產品實現(xiàn)了市場，最后才能形成良性循環(huán)，我們現(xiàn)在跟昊陽國際的合作，利用他們的渠道，它跟國藥有很好的合作平臺，自己有生物醫(yī)藥的公司，主要以銷售為主，通過他們的渠道可以為我們產品進入渠道的時候提前教育市場了，節(jié)省了我們教育市場的時間，節(jié)省了成本，保守估計為什么在瀘州市呢？因為它是市場交界處，輻射的人，在瀘州有4千萬人，4千萬有1%就有40萬人，這是非�？捎^的市場了。

周賽：誰來付費，能走醫(yī)保嗎？患者愿意不愿意付費。

曾慶豐：產品初步定價在2萬元左右，和現(xiàn)有的治療手段沒有在成本和價格上有明顯的特征，可以提供了一個很好的空間，對于很多的患者可以接受，后續(xù)走醫(yī)保，和國藥進行合作，進入醫(yī)保患者愿意用。

周賽：您和劉總提到國藥和上藥，這倆在區(qū)域里面是渠道商，找到終端運營商對你們有好處。

張希波：比如說瀘州能輻射4千萬人口，如果有1%就是40萬，1%如何做到，無論1%、2%，用什么路徑和模式、方法能夠執(zhí)行到1%？

曾慶豐：合作平臺，像華夏幸福和昊陽有園區(qū)和醫(yī)院，自身有醫(yī)院系統(tǒng)，保證基本產品輸送。從數(shù)據(jù)統(tǒng)計來看，采用再生，因為不需要二次手術，現(xiàn)有存量市場，采用假體和一般材料修復自體骨的修復，存量市場在百億的量級上，一部分是存量市場更新?lián)Q代，另外是增量市場，比如說兒童市場，因為是人造材料，相比于以前采用異體骨來說增量市場是存在的，后期也可能進入到整容整形美容行業(yè)里面。

張希波：我問的比較具體，再好的技術一定要產生交易，我們也有基金，你從宏觀來講，現(xiàn)在目前醫(yī)療器械的市場全球現(xiàn)有存量是4千億美金，中國市場4千億人民幣，目前以很高的速度在發(fā)展，宏觀上來講不是問題�，F(xiàn)在目前醫(yī)療器械企業(yè)2萬多家，相對門檻比較高，不能講2萬多家也好，進來之后分多少比例，當然你技術先進性創(chuàng)新性體現(xiàn)出來，如何進行商業(yè)化的運作，無論是1%，資源、渠道、路徑模式怎么做到這一塊要加強的，技術路徑體現(xiàn)出來，沒有商業(yè)化運作，沒有最后的交易，你在瀘州進行了落地，光靠一些其他的華夏幸福等等去推可能還是有一點的力不從心。

曹爾寧：這個還是很有興趣。剛才也問到了，您用鈣磷生物材料，最大顧慮是力學性能達不到，如果沒記錯的話，新的指導方案要求力學性能達到90兆帕，現(xiàn)在拉伸材料達到多少？

曾慶豐：材料有不同形態(tài)，顆粒、球形、纖維，可以在要求比較承重部位，離承重部位比較重的地方采用纖維結構材料實現(xiàn)，強度可以達到40個兆帕左右，滿足了手術要求，和人體融合以后變成自身骨骼才有完全匹配醫(yī)學性能。

裴國獻：這個問題補充一下，只要能當時進入人體以后不塌不軟就行，即便是金屬放進去，還需要內固定和外固定，是支撐材料和替代材料。

曾慶豐：力學性能越好醫(yī)生使用起來更方面。