中国器官3D打印技术发展对策
2018-06-28
1 前言
目前,随着再生医学的产生与发展,器官移植成为治疗器官衰竭的主要方法之一,但供体不足与人体排异反应也对此项医学技术造成不可抗的阻碍。然而,又一项堪比第三次工业革命的技术——3D打印技术在各领域的蓬勃发展进入了生物学家的视线,于是3D打印技术进入再生医学领域,即形成了一项全新的科技——器官3D打印技术。此项技术被认为是一项具有从根本上改变医疗保健和彻底改变现代外科手术能力的伟大发现,因其针对性和实用性,将会被广大患者推崇并得以发展[1]。在整形外科领域中,研究者进行了以下实验,用脱细胞的脂肪组织(DAT)矩阵生物油墨包封人脂肪组织来源的间充质干细胞(HSC)来构建仿生组织,将其植入小鼠皮下,未诱导慢性炎症或毒性反应,并支持脂肪组织形成。研究表明,空间按需订制组织类似物的直接印刷技术是一种使得软组织再生的很有前途的方法[2]。组织印刷技术通过提供合适的基质材料和活细胞可以使得相关组织构建成为可能,即为本研究提供灵感的器官 3D打印技术。以“全耳再造”[3]为例,对人耳拍一个CT片作为设计图纸,采集各项数据后将耳朵分割成无数小片,使用生物材料逐次打印小片,再积少成多即可还原一个耳朵的形状,最后将其为患者植入,3D打印技术将一项六个多小时的手术缩短至一个小时,可见其效率之高,效益之大。
3D打印技术又叫增材制造技术,所谓增材制造,即将材料逐层堆积而最终成型,是从微观至宏观的发展过程,恰好与传统的将整块材料切割雕琢这种宏观到微观制造过程相反。3D打印技术包括立体光刻技术,选择性激光烧结技术,喷墨技术和熔融沉积成型技术[4]。以金属制造为例,其打印过程就是将金属粉用激光或电子束融化,根据所需金属部件的结构,逐步堆积而成[5],故其打印原理就是“从下而上”的制作形式,是从微观到宏观的积累过程。正如化学中的质子与中子构成原子核,再结合电子构成分子,进而构成物质。
由3D打印技术扩展至再生医学领域,则不难理解器官3D打印技术的概念,因为涉及到植入人体,故技术要求更为严格精确。需要电脑形成器官剖面图,便于更准确地指导生物材料或活细胞结合生长因子的装配和堆积,一般将细胞作为打印材料,在成型区铺上一层“生物纸”,便于细胞和培养基喷射出后快速成型。从信息技术的角度来讲,信息技术和计算机辅助设计软件可以通过生物印刷技术将人类的组织和器官虚拟的3D生物成像信息转化为真实存在的活的生物组织[6]。器官 3D打印技术就是利用计算机辅助生物制造多层结构的技术,根据三维器官数字模型,使用生物组织球状体[7]和成型添加剂重新组装而成。其优势也就在于打印“设计图”是来源于人体的,且打印材料也来源于自体干细胞,这样大大减少了排异反应发生的可能性,大幅提升疾病治愈的可能性。3D打印生物技术的过程图如图1所示。
图1 3D生物打印技术过程图
2 器官3D打印技术的发展现状——基于国内外对比的PEST分析
2.1 从政策(Politics)角度分析器官 3D 打印技术的产生依托于再生医学与增材制造技术,对于再生医学,国外市场,例如欧洲主要存在着供体短缺问题,由于涉及到伦理问题,国外学者也对器官移植问题进行了多次研究,欧共体针对此问题也建议特别针对进行器官移植外的医疗机构在欧洲范围应进行合作,针对器官移植供给不平衡时进行世界范围的合作。欧洲大多数国家还对于器官移植的法规政策明确进行了限制,如英国、瑞典、法国等国家,进行器官移植都是需要特别批准的,有财务方面的限制,也有地域方面的限制,将其集中在某些机构更加便于国家集中管控。对于移植费用,西方多数国家也是接受医疗保险付费的,如比利时、西德、瑞士等。而中国早在2006年进行器官移植患者就达到11 000例,位居世界第二,卫生管理部门也逐年在发布并更新一些有关器官移植的管理条例,而且在该技术发展过程中也得到了美国中华医学基金会的大力支持,由此看来政策支持利好,有助于器官3D打印技术的开发与进步。对于增材制造技术,美国在总统奥巴马的大力关注下成立了专门的联盟,并且政府投入了大笔资金,使得该联盟培育专业人才,开发专业技术;德国也有其专门的3D打印联盟,发展良好使得德国进入该行业全球领先梯队;英国则在2007年就计划出了3D打印行业的十年发展规划,投入了相应资金,制定了相关政策;中国是在2015年,国家发展和改革委员会、工业和信息化部、财政部联合发布通知,支持增材制造技术与国际水平靠拢和对接,才算是真正意义上降下了一场甘霖。总体分析来看,外国政府对于3D打印行业呈现积极态度,制定支持发展政策并且付诸于行动投入大量资金,而中国由于经济发展水平以及技术水平各方面的国情限制,直到去年政府才正式表态支持发展,这也将为器官3D打印行业造势。
2.2 从经济(Economic)角度分析早在2000年6月,医学经济[8]的新概念被王建国学者在《前进论坛》中提出,确实,从经济的角度来看,经济价值得益于人类的辛苦劳作,而人类的辛劳得益于健康的身体,人类身体的康健又要得益于医学事业的发达与兴盛。在这一点上,属于全人类的范畴,因此全球经济的发展都将对医学给予高度关注,作为医学领域的新生事物器官 3D打印技术理所应当的被包含在内。中国国家统计局资料显示,中国2011年至2015年国内生产总值呈上升趋势(图2),中国在2015年以6.9%的增速在国际主要经济体中位居前列,美国国内生产总值比上年增长2.4%,日本增长0.4%,印度增长7.5%;根据国际货币基金组织最新预计,欧元区增长1.5%,南非增长1.3%,俄罗斯下降 3.7%,巴西下降3.8%。同时,2011年至2015年中国居民可支配收入情况如下图3所示,由图可见,随着经济的增长,中国居民可支配收入不断增加,但增长速度呈逐年下降趋势,除了其他相关影响因素外,这种发展现状与整个国民身体素质也有着一定的关系,随着大健康时代的到来,居民生活节奏的加快,有透支身体的趋势,健康水平经受重大考验。在健康支出方面,由1997年至2003年历年《中国统计年鉴》对中国31个省市的面板数据分析情况(表1)以及经济增长与健康支出散点图(图4),可得出以下结论:政府与居民的健康支出均会随着经济的增长而增加。器官3D打印技术亦属于医疗器械范畴。由图5可见,近15年来中国医疗器械发展走俏,2014年,中国医疗器械行业市场规模为2556亿元,约占全球7%,位列前三甲,在中低端医疗器械市场则位列第一,但中国人口基数的庞大也使得其人均医疗器械费用(6美元)远远低于发达国家人均水平(100美元),且在高端医疗器械方面依然有很大提升空间,本研究中的器官3D打印正是其中之一。
图2 2011年至2015年中国国内生产总值统计图(资料来自2015年国民经济和社会发展统计公报)
图3 2011年至2015年中国居民可支配收入情况统计图(资料来自2015年国民经济和社会发展统计公报)
图4 政府健康支出、居民健康支出与经济增长的散点图
图5 2001—2015年中国医疗器械市场销售规模统计(单位:亿元)(资料来自《2015中国医疗器械行业发展蓝皮书》)
接下来对于器官 3D打印技术应用的经济性进行分析,其主要用于人体器官移植,大范围属于再生医学。以肾移植为例,在外国,比如澳大利亚、英国、日本、新加坡等医疗保障先进的发达国家,到公立医院看病基本不用自费,医院每做一例器官移植患者,政府都要给医院相应的费用和补贴;美国则有所不同,虽然器官移植不在医疗保险范围内,联邦政府却出台相应的补贴政策直接补贴至患者个人,但在中国情况则有所不同,每年约2000例以上的肾移植患者,而这些患者中完全可以享受公费医疗的都占不到 15%,由此可见,器官移植存在难题也会间接导致器官3D打印产业发展慢速。对于企业来说,因其可以算作是宏观环境中的微观个体,故构成经济环境的关键要素也在时刻影响和决定着一个企业甚至一个行业的发展。本研究中,针对器官3D打印技术行业,主要就市场供需部分进行其发展现状分析,亦即可判断其市场可行性。伴随着国内经济发展水平的不断提高,体内植入的生物材料与器官需求量也在不断扩大[9],关于再生器官的市场需求如下表2所示。同样,国际市场需求也是与日俱增。同时,对于这样一项新兴技术的产生与使用,并未在社会中普及,一些国内外实例与试验的成功无疑会增强社会公众的信心,也将看好器官3D打印行业的发展,但技术等各方面的不成熟难免还是让大众心有戚戚,而且每个人身体素质的不同,也会对同样的治疗方式产生不同的反馈。所以,综合来讲器官3D打印依旧是机遇与挑战并存。
表1 变量定义与统计描述
表2 体内植入生物材料制品的市场需求
2.3 从社会(Society)角度分析自1980年起,器官移植开始实现大规模临床应用,对于此项技术的支持者认为这是对于医学领域的革新,对于患者生命的尊重,对于器官供体的人格自由鼓励;但是,社会上也存在一些反对的呼声,认为器官移植是将人与物等同,是对于人格尊严的忤逆,对于社会学和人权的挑战,对此,器官3D打印技术的产生变得尤为重要。当然针对该技术本身,也是支持者与反对者共存,支持者认为其能够很好地解决器官移植供体不足的问题,并且很好地为医学事业做出贡献,而其反对者则认为技术打印过程复杂,可靠性低,安全性差,还有待于拿出一些足以服众的证据来引导社会舆论。对此,中国科学院北京基因研究所甄二真教授以及北京大学医学部解剖学与组织胚胎学系于恩华教授给出了较为全面的评价,他们共同认为如果通过打印就可以得到任意器官,那是对于生命伦理的挑战,且该研究方向是没有错的,至少在人体器官供不应求的时候,患者不用再去焦急地等待漫长的器官捐献名单了。幽默却又在理。
2.4 从技术(Technology)角度分析
2.4.1 打印材料发展现状分析器官 3D 打印技术的打印材料为生物材料,而生物材料也经历了一系列的发展过程。追溯至19世纪六七十年代,当时已经产生了再生医学的概念,器官移植也已兴起,但就当时的生物材料而言,几乎均为人造材料,比如骨骼、血管、软骨、肾脏等等,由于材料的惰性,治疗效果也就伴随了生物排异反应的产生。随后进入21世纪,活性材料开始涌入科学家视线,逐步代替惰性材料,例如生物活性玻璃和活性陶瓷,可用于软骨的制造,然而使用范围有限。此僵局随着生物医学概念的逐步完善而被打破,于是发展出了第三代生物材料,即人类或动物的组织器官,利用自身的再生功能来制造只属于自己的器官。器官3D打印材料的发展历程中,就国外情况来看,总体更为先进,以超级大国美国和欧洲强国瑞典为例,美国科学家使用聚醚酮酮材料为患者定制植入物,打印头盖骨。美国康奈尔大学研究团队也曾使用牛耳细胞打印人耳[10],瑞典CELLINK公司则是推出了全球首例通用型生物3D打印油墨,是使用纳米纤维素为基础的水凝胶,经打印使结构交联在一起。这些研究大大减少了适合人体的生物材料的研究经费[11]。2001年,美国3D打印肾器官的试验处在研发阶段,将该项技术比作蛋糕烘焙的威克森林再生医学研究所(Wake Forest Institute of Regenerative Medicine)阿塔拉医生就见证了一位美国大学生马赛拉肾脏打印并成功移植的奇迹,10年过后马赛拉依然是一位充满活力的小伙子。相比之下,中国的器官3D打印技术起步较晚,目前来看也只是可以打印一些简单的器官,设计人体整个运转功能的器官打印依然存在困难,因其打印材料为人体干细胞。就在2012年,中国科学院北京基因研究所甄二真教授表示这项技术如果当下就算能成真也是不现实的,因为人体自身的干细胞拿出体外进行器官打印是需要首先对细胞进行培养并诱导分化的,但干细胞的诱导分化与培养好之后准确定位分子位置都将是阻碍成果的难题。当然,对于简单器官材料的打印方面,中国也有研究成果,例如含有rhBMP-2的骨修复材料,由杭州华东基因技术研究所研制,已通过FDA批准。
2.4.2 打印技术发展现状分析器官3D打印成功与否的要素一是“生物墨水”,也就是上述的打印材料,二就是打印技术,即打印设备与打印方式。就目前最新发展状况来看,英国研究人员在 2013年首次以人体干细胞为“墨水”,采用浸润在培养基中的细胞和单纯培养基交替喷射的方式成功打印出人体胚胎干细胞,且在打印过程中无细胞死亡现象,并成功培养制造出人体皮肤和骨髓[12]。在打印技术方面,中国也有突破性进展,2015年10月25日,蓝光发展旗下全资子公司四川蓝光英诺生物科技股份有限公司在蓉宣布:具有完全自主知识产权、“国家高技术研究发展计划(863计划)”3D生物打印血管项目获得重大突破,全球首创3D生物血管打印机成功问世[13]。此款打印机可以打印出血管独有中空结构、多层不同种类细胞,成为全球首创技术。由此可见,中外在器官3D打印技术的发展过程中都在积极开发,注重创新,努力在这项新兴技术上打开突破口。
2.5 发展现状综述综合以上四类分析,现进行综述如下:国外发达国家器官3D打印技术在各方面综合来看均优于国内水平。发达国家在政策与经济上均给予该技术的大力支持,如设立基金会、医疗保险报销比例高等,在宏观经济大发展方面占有明显优势,在社会反响上观点更为前卫与开明,对于新事物的接受能力也很强,在技术方面更是享有创新优势,能够用于开发,专业度更高。就中国而言,由于技术起步较晚,在政策上真正有所作为是在2015年,政府正式公开表达对于器官 3D打印行业的关注,医疗改革也使得民众享受公费医疗比例有所差异,虽然每年享受医疗保险的人数有所增加,但全民并不能保持一致,中国政府也意识到了此类问题。在医疗器械市场方面由于高端技术与器械的欠缺也给了器官 3D打印技术相应的发展空间和发展紧迫性,故器官 3D打印技术也是机遇与挑战并存。对于社会反馈方面,中国大众受旧观念影响,思想较为保守,故民众接受度和技术本身的革新水平均有待提高。
3 器官3D打印技术的发展趋势
3.1 再生医学发展大趋势再生医学的发展可谓是给人类器官再造与功能重建带来了不可多得的研究方向与进步。普遍来说,一提及到再生医学首先想到的就是器官移植,其实,组织工程也可以说是与其息息相关,甚至可以将其理解为器官3D打印的前身,因其原理就是将体外培养好的细胞附着于可被人体吸收的组织材料上再植入人体,使得细胞能够利用人体营养从而不断进行分裂增殖,与人体内环境融为一体,支撑其运作发展。这也是现被中国科技部给予大力支持和关注的产业之一,“组织器官工程”专项被列入“国家高技术发展研究计划”中,在其未来发展研究中,第一、二代医用工程材料制备方面将趋于性能改良方向,第三代材料则会结合人类基因和生长因子,增加再生可能,并且通过对于组织工程的研究与应用,也有将其与可降解材料相结合,研发具有特定形态的人体组织器官的趋势,即本研究中的器官3D打印技术。随着人类器官衰竭发生率严重事态,比如单在美国,目前就有78 837例患者正在等待器官捐助。自2014年1月以来,仅有 3407例患者成功获得了器官捐赠。再生医学发展大趋势刻不容缓,也注定会得到国际专家的关注与研究。
3.2 增材制造技术发展大趋势增材制造技术即3D打印技术,美国纽约Quirky公司曾利用该技术将线上设计实体化,每年出新60余款,收入100万余美元;3D打印市场曾被全球工业分析公司(Global Industry Analysis Inc)研究预测到2018年在全球将达到29.9亿美元,其火热程度也是居高不退,每年的相关研究也络绎不绝。从诞生于英国的世界上第一辆打印成型的单车,到德国科技展会上的打印毛细血管,从生活衣食到IT传感器,增材制造技术被冠以“万能化”发展趋势。由于其只要解决打印材料问题,就可以实现任意物件的实际成形,并且更具设计感和个性化,加以经济实用性的要求,增材制造技术也将向着低成本、多材料,实现全方位打印的方向发展,逐渐向科学技术主流地位进军。
3.3 器官 3D 打印技术发展大趋势再生医学与增材制造技术的发展大趋势也势必带动并注定了器官3D打印技术的发展大趋势。器官3D打印技术的发展是由浅至深的,从最初的打印耳朵、牙齿、骨骼等,到更为复杂的血管、心脏、肝脏等,实用性不断加强,必要性也逐渐显露,据北京大学第三医院余家阔教授介绍,3D打印在人工关节领域有巨大的市场潜力,我国每年膝关节置换手术就有 8~10万台。然而对于结构复杂的人体器官而言,直至2015年,3D打印的肾脏组织成功问世,但仅供医学研究使用,也不能够真正应用于器官移植,因为其安全性和实用性还有待于探究。生命宝贵,也没有任何人能够将其视作儿戏,在植入人体前必定要经过大量的实验与数据分析。对于器官3D技术本身而言,存在的困难主要包括打印材料以及细胞太过微小与脆弱,还有植入人体后能否自然衔接融合同时不产生排异反应。由此看来,未来器官3D打印的发展大趋势将为以可吸收性生物材料作为载体,以细胞培养为基础,在体外构成组织保护细胞。对于人体器官也将在研究其营养供应与代谢为基础上,解决经3D打印技术培养出的组织体植入问题。
4 中国器官3D打印技术发展存在的问题——基于波特价值链模型的分析
4.1 从“基本活动”角度分析
4.1.1 进料与生产:打印材料与打印技术所存在的问题目前,中国器官3D打印技术所使用的打印材料多为软骨细胞、骨修复材料。因为目前只局限于一些简单器官的打印,例如耳朵、骨骼、血管、肝脏、乳房构建等,以上器官结构具有中低等复杂性,实现相对较为容易,中国媒体也对一些成功案例进行了相关报道,但距离一些复杂器官的实现还有很大差距。除了人体本身干细胞之外的其他仿生打印材料开发发展慢,造成材料缺乏的局面,且在打印技术上也存在着不能将不同种类和功能的细胞排列在一个特定的三维结构中的障碍[14]。且其对于多喷头交替打印和多学科交叉研究的要求也非常高,从而就很难3D打印出一些人体复杂的器官。故总体来讲,就是仿生打印材料缺乏、打印技术等级较低。
4.1.2 发货与销售:3D打印技术产业化与公信力所存在的问题商业链中生产的下一环即营销,运用在器官 3D打印技术发展中即技术的推广程度和产业化趋势,这里主要谈在中国的情况。中国对于器官 3D打印的研究和应用主要集中于高校研究所以及医院的科研团队,例如清华大学器官制造中心、四川大学、中山市人民医院、武汉大学中南医院血管外科等,很少有专注于器官3D打印的企业,无论是从企业数量上还是从对于技术方面的贡献上,都并未呈现出产业化趋势;在社会公信力方面,对于新奇的事物,国人通常抱有的是一种好奇却难以身先士卒的心态,因为技术水平的不成熟很难给予公众足够的信心和支持。
4.1.3 服务:企业与医院沟通所存在的问题在中国,企业进行学术推广的过程也是受到多方面因素的限制和影响。一方面要最大化保障患者的人身安全和治疗效果,保障医院的声誉和影响;另一方面也要杜绝商业贿赂。所以,一项新兴医疗技术的发展既需要医护人员良好的接受能力,又需要企业推广人员具有出色的推广与说服能力,更需要技术本身具有安全高效的明显优势。器官3D打印的最终受众还是患者,所以医院是其发展过程中必须要通过的环节,也是技术进行效果发挥的平台。而目前中国市场,企业与医院可谓是一种平行的相互制约的关系,也在博弈中寻找着平衡点,医院看病救人,企业有利可赚,然而由于性质的问题,始终不能达到很好的统一。例如近期轰动一时的“魏则西事件”,卫生部随即发文规定干细胞治疗只允许停留在临床试验阶段,禁止向受试者收取任何费用,干细胞治疗就是企业与医院合作的一种实例,由于国家政策的出台,也使得该关系受到考验。
4.2 从“辅助性活动”角度分析
4.2.1 企业基础设施:中国现有器官3D打印企业存在的相关问题中国现有器官 3D打印技术发展主要分为两种,一是以研制3D打印机为主,例如广州迈普再生医学科技有限公司[15]、常州华森三维打印研究院;二是以研制打印材料为主,例如一些高校的研究所,当然其不带有商业性质。二者也是相辅相成的,有了核心技术和先进机器才能打印更为复杂的器官,使用更为复杂的打印材料。现有生产企业在生产厂房设备、生产环境,以及各职能发挥平台建设上都存在或多或少的问题,目前国内尚未有一家企业做到各方面配备一流并在业界产生重大影响。也有经销国外品牌的企业,从引进国外先进技术来看是有助于器官3D打印技术在国内发展的,但从创新角度来看,依然是短期求生的方式。
4.2.2 人力资源管理:企业中人力分工存在的相关问题目前,中国专门从事器官3D打印技术的推广与研发的企业数量较少,大多是将该技术作为一个拓展点合并至公司业务中,不作为专门的研发产业,例如能够顺利打印人耳的江阴司特易生物技术有限公司;还有的是研发器官3D打印机器的公司,例如成功研发血管打印机的四川蓝光英诺生物科技股份有限公司。但是在已存的企业中,多属于中小型企业,各方面体系不甚成熟与规范,从专业性方面尚不能达到高水平,再如人力资源管理方面,也存在调度不合理的问题,人力资源的配置对于一个企业的发展起着至关重要的作用,它决定着一个企业能生产出怎样的产品,而此款产品又将被怎样的人以怎样的方式推广到市场上去,且在产品推广过程中,又有怎样的人辅助这个行为的发生,各个层级的作用如何发挥,有盈利时利润又将何去何从等等。所以,对于现有器官3D打印企业来讲,人力资源管理是一个很大的问题,公司规模较小,可能就没有那么多程式化的套路,而这样的规范化恰恰是决定企业发展方向和文明程度的标准;且分工的不合理会导致团队效率低下,最终也会拉低企业的盈利水平。
4.2.3 研究开发与采购:企业创新与采购渠道存在的相关问题自器官3D打印的概念提出以来,就成为世界瞩目的焦点,中国亦将目光投向此产业。而目前中国对于器官 3D打印技术的研发主要以企业与高校合作为主,一些概念均是尝试性提出的,高校中的研究员也是屈指可数的,影响力较大的有清华大学器官制造中心、四川大学、武汉大学,而专门致力于此方向的科研人员数量严重不足,因为国家没有给器官3D打印行业足够的支持,企业也不敢贸然专注于该项技术,也没有给予科研人员足够的研发动力;从采购渠道来讲,主要包括对于器官打印设备零部件的采购以及对于打印材料的采购,活体组织细胞除外。之所以有出售轮胎的企业,是因为有出售汽车的企业并且使轮胎成为产业发展刚需,此处的器官3D打印也是同理,打印技术成熟并有良好发展趋势的话,与其相关的打印设备部件以及打印非活体材料才有进入市场需要的可能性。故目前来看,在采购渠道方面,中国有企业自主研发设备,积极创新,但属个例,也有企业采用进口设备,根本原因还是器官3D打印技术在中国的发展阶段依旧是初级,但进口设备会涉及到贸易方面的壁垒问题,例如关税和配额限制等,虽然可以保证技术的引进,对于企业来说也是会增加成本的。
5 中国器官3D打印技术的发展对策建议
5.1 引进新兴材料与打印技术,鼓励自主创新现有的中国器官 3D打印技术研发以及推广程度整体呈起步阶段,尽管近些年来也有可喜成绩值得肯定,例如广州迈普再生医学科技有限公司自主研发出了可打印植入后随细胞分裂增长而自然降解的人体脑膜的器官3D打印机,但总体来看,中国市场自主研发技术依然甚少,这将从根本上减缓中国在该行业的发展速度。而从目前状况分析,中国对于新兴技术的引进也不是很尽如人意,一方面引进成本巨大,另一方面信息覆盖也不尽全面。同时,针对前文所分析出的问题——中国器官 3D打印行业的打印材料及技术等级较低,企业创新度不足,对此,本研究建议:首先对于外国新兴材料及技术,概括来讲就是去其糟粕,取其精华。价值高的材料和技术要积极引进,善于运用。当然,积极关注国外器官3D打印材料与技术动态,评估其价值后将其引入中国市场是发展策略之一,但介于本质问题未解决,没有完整属于自己的科研成果,用起来难免缺乏“安全感”,当材料供需出现不平衡的问题,当技术方面运用于实践中时难免再出现突发状况,到时候解决起来就会增加难度与成本,所以在引进新兴材料和技术的同时,中国也要积极鼓励自主创新,这里讲的创新是烙有“中国印”的研发成果,是可以自主设计并解决问题,完全拥有版权的创新,它的灵感可以来源于国外材料和技术,也可以来源于国内现状。对于本对策,中国在该行业的研发需具备以下条件,即将人体器官进行细致的分类,可以按照打印难度等级、复杂程度等进行划分,在细分后的每一个小领域中进行专门的研发,形成纵横结合的网格状发展模式。力求达到一种相辅相成、融会贯通的状态,即使研究系统化整体化,也将研究专业化细分化。由于四川蓝光英诺生物科技股份有限公司的血管3D打印机问世,四川省省级领导一行在赴蓝光英诺调研后,即决定在四川省成立精准医疗推进领导小组,支持3D生物打印研发工作,这一举措给予四川省发展该技术极大的力量和支持,也启发本研究如是建议。
5.2 加大政策和财政支持,推动技术产业化首先就大环境分析,一项技术想要在一个国家得到充足的发展机会并扩展到产业化模式,没有政府的支持是举步维艰的,政府政策一直带有着一种权威性与公信力,是推广任何一种制度或技术的最佳途径,也是将一项技术产业化的最基本最原始支持端,同时政府的公信力也是一国所有行业中最为夯实的,是民众与舆论的依附体。至今,中国政府在政策上均未体现出明显的对于器官 3D打印产业的关注和支持。自中国开始引进并发展器官 3D打印技术以来,一些高校站在科学前沿将其引进并成立专攻小组,一些企业寻找商机进军再生医学市场,一些医院发现契机解决器官移植供体不足问题,从某种意义上讲是这些医院、高校、企业将器官3D打印技术引进了中国,于是也就导致了中国器官3D打印技术产业化趋势较弱,公信力较低的现状。此时,如果有政府对该行业的大力支持,其发展就相当于有捷径可言,也就能发展得更快更平稳。谈及具体支持方案,本研究建议:政府全面评估器官3D打印技术的可行性,若可行,在全国成立几个试点,向公众推出此治疗方案,待治疗成功率获得认可再进行全面扩建,同时在财政上成立专项基金或项目,支持医院进行尝试,支持企业进行推广,支持高校进行科研。对于治疗费用高昂问题,可针对此项目设立援助计划,根据移植情况设定报销比例,进行部分报销,充分体现出政府对于患者的关爱和理解,对于大健康产业的关注和支持,对于器官3D打印行业的重视和作为。
5.3 鼓励企业与医院紧密协作,增强患者信心本研究在上文提到了中国器官3D打印行业发展存在的问题,即医院与企业的相互沟通不足,其利益平衡点难以把握,从而由于信息不对称,使得患者信心大减,导致医患矛盾产生,医院与企业又产生说不清道不明的尴尬关系。确实,这也是现下受关注度比较高的一个问题,对此,本研究建议:基于政府在政策及资金上对于器官3D打印技术开发企业的支持,以及在医疗项目上对于患者的照顾和对于医院的配合,企业以一种更为透明化更为积极主动的方式与医院进行互动,例如企业对于新开发的器官3D打印技术,可在试点医院主动投入,可利用媒体平台扩大透明度,同时引起社会关注,尤其对于移植前后进行全程报道,将移植效果呈现在公众平台,对于广大患者是一种福音式的普及,对于3D器官打印技术本身也是一种宣传;医院也在充分重视的基础上,由医院管理层与其进行对接,再下放到具体操作科室,或者医院组建专业团队或成立专项小组,进行3D打印器官的移植工作,该团队核心成员可由不同科室专业人员构建,间接扩大监督范围,使得商业交易性质有所削弱,也能够相对有效地避免商业贿赂行为,从而增强广大患者的信心,减少医患矛盾发生的可能性。在企业和医院紧密协作的同时,也要注重医护人员对于患者的服务质量,提高医护人员素质和专业素养,在器官移植手术前后与患者多沟通,树立以人为本的服务宗旨[16],增加亲和力,给患者以康复的信心,营造和谐的医患环境。
5.4 企业进行规范化管理,关注行业动态积极研发由中国器官3D打印技术发展现状分析来看,中国现有的器官 3D打印开发企业存在着管理规范化欠缺的问题,从研发到生产,从生产到推广,各环节人员专业水平不足,从管理层到基层,各项职能分工并不很细致,公司起步晚,各方面设备跟不上,员工数量少,采购渠道有限;并且企业的行业灵敏度也不是非常高,外国的研发水平往往超前,而中国企业很容易闭门造车,不能及时与世界先进技术成果接轨。基于此,本研究建议:中国器官3D打印企业在政府宏观政策以及专项资金支持下,将企业基础设备进行优良采购与配置,为企业提供强大的硬件设施;此外,严格把关管理层股权分布与管理策略,以及人力资源管理,招纳专业人才,细化部门职能分工,考虑营销整体环节,把握体系的完整性与专业性,不断拓宽销售渠道,即使在初步建立的基础上,人员数量可以经历由少到多的过程,也不能弱化职能分工,即需保持小规模的专业化,随着技术本身的发展以及企业的发展,扩展至大规模的专业化发展。在行业敏感度方面,公司市场部需密切关注国内外的行业动态,购买较为齐全的资料库,及时更新文献方便检索查阅,与研发部进行紧密配合。灵感往往都是来源于一瞬间,也许一个关于最新材料的报道就可以启发研发人员研究出一项与其相匹配的打印机器或者将其与生物体组织构造相通研发出一种新兴的打印技术,也许国外一项与器官 3D打印技术相关的研究就可以启发到研发人员研究出另外一种改良版打印技术。这些都将很好地促进中国器官3D打印企业对于研发与创新进度,并且依托这种专业的信息库,还可以在公司营造出一种高端的学术氛围,带动整个团队的干劲和文化交流,提高相关专业人员的研发主动性。
6 结语
器官3D打印技术自诞生以来,可以说是一直在光环与质疑中发展,从人工打印耳朵、眼睛和下巴等这些简单器官,到人工肝脏、人工心脏和人工肾脏等此类更为复杂的器官,其便利性和经济价值深受医学专家的肯定与关注,当然也有专业系统的研究对该技术的优劣势进行了分析,表示其手术前规划虽良好,但其准确率并不理想,附加成本较高,且打印所需时间也是一项比较重要的限制[17]。但作为产业扩张速度最快的领域之一,通过研究和测试模型来制订手术方案,进行设备制造,实施组织或器官替代,器官3D打印将成为改变整个医学领域的应用技术。中国在此项技术的发展中也有符合当代本土气息的特点和不足,比如打印材料缺乏,打印技术落后,企业各环节衔接不紧凑,政府、企业、医院三方关系尴尬等,对此,本研究也提出相应的解决建议,相信政府政策跟上去,企业发展路子规范化,医院制度调整透明化,三方进行密切协作,关注器官 3D打印领域发展动态及增强自主创新意识,树立为人民服务意识,加大宣传力度,提高患者依从性,力争使信息对称化,为该项技术在中国的发展道路去除障碍,使得科研人员能够全心投入技术研究,使得企业营销人员能够充分发挥所长将该项技术商业化创造经济价值,使得医护人员能够保证专业性为患者服务,提高医患关系轻松度,实现全民一心,发挥器官3D打印技术的优势,尽量弥补和克服该技术的劣势,探索出一条适合中国国情的发展道路。
本研究系中国器官3D打印技术发展对策分析,希望符合人类医学领域未来发展大趋势的新兴科研技术能够在中国市场尽其所用,服务于中国民众,提高中国国民整体健康水平和生活水平,就目前发展状况来看,总体呈现乐观趋势。
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