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谢灵:尊敬的各位嘉宾,现场的观众、媒体记者朋友们:大家上午好!欢迎来到2024未来医疗生态大会·生物再生材料论坛!我是主持人:动脉网资深编辑谢灵。
起步于20世纪初的生物再生材料,伴随着多领域的需求增长和多技术的不断变革,如今已经成为材料科学、生物技术、临床医学的前沿和重点发展领域,以及整个生物医学工程的基础,成为经济体系中最具活力的产业之一。
借助3D打印、生物传感、神经光电等前沿技术,生物再生材料在不断变革升级的同时,也在不断拓宽临床应用边界。本次论坛将从生物再生材料产业链视角出发,从源头的科研创新到各细分领域的下游发展,以科学家、技术型企业高管、产业服务及咨询机构为核心线索,探索生物再生材料未来全产业沸腾的新路径。
在论坛正式开始之前,请允许我介绍出席本次论坛的分享嘉宾,他们是:
科技部“973计划”与重点项目首席科学家、长江学者特聘教授、国家杰出青年基金获得者、空军军医大学组织工程研发中心创始人金岩;
四川大学国家生物医学材料工程技术研究中心教授、国际生物材料科学与工程联合会Fellow艾华;
蛋壳研究院高级研究员焦艳丽;
诺普再生医学联合创始人、CEO杨熙;
奥泰康SFM事业部李强;
赛德迪康创始人&董事长孙琳;
道远资本投资总监姜芳芳
让我们以热烈的掌声欢迎他们的到来!
生物再生材料是再生医学领域起步较早、发展较迅速的细分赛道。对生物材料进行修饰、使其具备特定的细胞结合能力,解决体外微环境或体内微环境重建的问题,是再生医学的核心之一。
今天的第一个主题分享,让我们掌声有请科技部“973计划”与重点项目首席科学家、长江学者特聘教授、国家杰出青年基金获得者、空军军医大学组织工程研发中心创始人金岩教授,带来《细胞类再生医学产品开发策略与应用转化》主题分享,掌声有请。
金岩:感谢邀请,在这里跟大家分享有关生物再生材料方面的体会。谈到生物再生材料刚才也都介绍了,这几年发展特别快,而且各方面的学科交叉让它更快速发展。我今天想跟大家更强调的是什么呢?我们既然谈生物再生材料,它肯定是要进入人体的,不管是开发这类材料还是考虑它终极的目标是要进入人体,修复组织缺损或者承载其他治疗作用,组织和宿主的相互作用是更让我们在材料开发中更重视的。
今天我给大家带来的是有关再生医学的一些思考,再生医学在这方面的价值,再生医学也很大,今天给大家介绍其中一个方面。
再生医学这个概念也不断在更新,但是是由两个方面构成的,第一方面,再生医学首先要认识组织器官、认识人体,这一点是特别重要的,不认识它怎么去治疗它呢?第二方面,基于它的认识和变化的规律,找到解决办法,在认知这个阶段要综合多学科,从发育到衰老,到疾病,到再生,在这个基础上找到方法,这个方法目前非常重要的两个手段,第一个是组织工程技术,通过它可以开发出来类似于三类医疗器械的材料,还有干细胞药物,不管是组织工程技术还是干细胞方面,干细胞药物开发都是很大的领域。
再生医学的发展不到二十年的时间,但已经发展非常快了,我们能想到的组织器官都在研究或者已经有一些进入产品上市阶段。我们团队在这个领域做了一些工作,结合再生医学,细胞类的产品我给大家做一个分享。
刚才提到再生医学是认知问题、认知疾病,去解决它,它的核心是什么呢?是细胞,所以对它的产品开发始终离不开细胞。
介绍的第一个产品也是很有里程碑意义的,咱们国家组织工程的第一个产品,这是我们团队开发的。这个产品是组织功能皮肤产品,这个皮肤产品不是一般意义上的人造皮肤,是真正有皮肤细胞结构,有活细胞的产品,制备这个产品要拿到细胞、扩增,后面一步比一步难,还要跟材料复合、三维重建,最后把皮肤长出来,长出来以后的结构、功能要一样,所以这里每一个环节都是组织工程的核心技术环节。比如说大规模细胞培养,通过大规模细胞培养我们可以获取皮肤细胞,大规模培养,生产多大面积的皮肤呢?理论上讲可以生产像足球场这么大面积的皮肤,这是组织工程的魅力。
还有把这些细胞怎么样三维重建,在实验室或者在工厂里把皮肤长出来,组织工程产品,含细胞产品开发是最具挑战性的,不同组织、不同器官是不一样的。在国家863重大项目支持下,这是国家的重大战略布局,这是20年前立的项。
今天我们知道要借助组织器官发育生物学的原理,当时我们其实并不清楚,当然我们研究了非常多的方法以后最后找到了,还是要借助皮肤发育过程中细胞相互作用的原理。这是表皮层依靠它自身细胞发育、细胞分化的原理,可以制备出具有角化功能的皮肤。组织工程皮肤和天然皮肤结构是一样的,右边可以看到各种表达蛋白、结构,和皮肤是高度一致的。
做出来以后不是那么快速,我带着我们学校的团队去做,不是把实验室做完就行了。大家知道开发产品要历经非常长的时间,这是整个过程,临床专家开了很多次会,现在我们知道每开一次会都有很大的成本,当时不计成本地开会,因为大家对组织工程产品毫无认知。
这是第一例临床试验,过了半年以后才知道这个试验是我们一个医院的医生在自己腿上做的试验。可以看到概念都太新了,不光是产品新,我们医生为了推动这方面的发展不惜拿自己做试验,非常感人,这是我们后面才知道的事情。
2007年活细胞产品上市,这对我们国家来讲也是里程碑事件,进行了标准制定,也受到了各方的关注。这个项目我们也参与获得了国家科技进步一等奖,大家知道它历经的过程,它的意义是非常大的。
这个产品可以做烧伤治疗、皮肤损伤治疗,这个技术是不是只能做这个?并不是这样的。技术快速发展可以做很多事情,我再举个例子。到今天我们知道了器官、器官芯片可以做很多评价,它的核心组织工程技术是非常重要的,把类器官或者器官组织做出来,再加上其他的技术,包括3D打印、微流控等等,这个技术应用最成熟的地方是在化妆品原料和化妆品评价。
大家可以看到化妆品拿动物做试验是非常普遍的,在欧洲2009年就立法,不允许拿动物做试验。那拿什么做呢?这个很早了,就用组织工程皮肤。当时组织工程皮肤全世界第一个是在欧洲,一出来就被欧莱雅收购了。我们国家如果开展这个东西,要有中国人自己的皮肤模型,所以在这个领域我们很早就开始做这个事情。
这是一个组织工程技术做出来的批皮肤,难度更高,因为它对质量控制要求更严格。不仅可以测到细胞的变化,还有蛋白的表达,可以获得更多的数据,这是不同的模型,含有表皮、真皮层的不同模型,下面是表皮层的模型。
还可以建立很多不同含色素细胞的,我们看美白的情况,这个是眼角膜模型,像洗头、洗澡、护发的,都要有眼刺激试验,可以用这个做,它的敏感性和精确度是非常高的。这是口腔年末模型,牙膏、牙刷要做安全性评价,要招很多人,用它来做试验,可以测很多,准确度很高。
在产业化技术推动下,咱们国家已经逐步开展动物替代,用动物模型,这是合作的一些品牌。
干细胞药物的开发是高深莫测的,因为它更复杂,比单一的化学药物来讲,甚至比抗体药物还要复杂。干细胞药物开发不能简单地拿疗效去说,要研究它的机制,所以我们很早就在这方面开展了一些工作。我们看干细胞跟疾病的关系,跟衰老的关系,我们要了解这些问题,我们也是比较早地申请到一个国家973项目,我作为首席科学家。我们选择骨衰老,骨衰老,骨质疏松在临床上比较容易评测,我们做了很多模型,看模型里面的干细胞有没有变化,可以看到变化还是很明显的,所有动物模型骨衰老干细胞分化能力都下降,所有表现特别明显,不向成骨方向走,往成脂方向走,这个和骨髓衰老以后脂肪化是密切相关的。
我们做了很多主要的通路研究,都证明在衰老过程中接入干细胞很多基因通路都发生变化了,我们在国际上也发表了数十篇文章。骨衰老以后,正常干细胞能不能预防治疗呢?红框的是骨密度增长,打进去之后骨密度增加了,可以有预防的作用。
最右边的,打完干细胞整个椎体的骨质疏松可以得到治疗,治疗机理是什么呢?我们很早就开展了这方面的工作,我们用动物模型,和美国施松涛教授合作的,我们发现打进去细胞通过释放囊泡去治疗骨质疏松,可以对宿主细胞吞噬掉,恢复功能,让衰老细胞年轻化,我们发表在了《细胞代谢》上。我们发现在干细胞治疗中,细胞囊泡扮演非常重要的功能,我们后面做了很多研究工作,有关各种疾病,比如说拿干细胞治疗二型糖尿病,治疗过程中干细胞的凋亡和治疗效果非常相关,把凋亡阻断之后,治疗效果明显受影响。我们把干细胞先让它凋亡,收集凋亡囊泡治疗,同样可以治疗二型糖尿病,这个工作我们也发表在《细胞与囊泡》杂志上。
囊泡既然这么重要,在机体里什么地方被代谢掉呢?在肝脏里面。它和肝脏是什么关系呢?肝脏是代谢囊泡的部位,而且囊泡对肝脏的年轻化、健康代谢是有密切关系的。如果把肝脏切除或者损伤以后,这些囊泡可以促进它的再生。这个工作刚发表在肠胃病杂志,是非常专业的杂志。
身体里这么多囊泡和干细胞、免疫细胞有关系,身体有病的时候囊泡为什么不发挥作用呢?因为局部浓度不够。如何提升浓度呢?可以捕捉囊泡,让囊泡在局部释放,确实发现它可以治疗心肌梗死,这个工作我们发表在《自然生物医学工程杂志》上。
当然还有很多工作,我们发现囊泡在机体代谢中很重要,包括通过铁的代谢与抵抗细菌的感染,这也是我们去年发表在《自然代谢杂志》的一项工作。
还有很多工作,我们做了不少,这是要求我们写的综合文章。“孙悟空”第一次登上国际杂志封面上,因为时间关系,不多说。
干细胞药物开发过程中要开发相关的培养体系,不是做点实验室工作就完事了,包括大规模细胞培养是非常关键的。
最后简单介绍一下,在局部组织再生中干细胞怎么发挥作用?我们在这方面做了很长时间的工作,这是科技部的项目支持的,我们做的器官再生,包括肝脏、心脏、肾脏、牙齿,每个牙齿都是个器官,这是我负责的项目。
牙齿再生其实很难的,牙髓再生非常不容易,大家看过牙病的话都知道根管治疗,把牙髓拿掉,把材料填进去,因为牙髓没法再生。牙齿髓腔把干细胞植入进去,怎么诱导血管长出来这是世界难题。别人解决不了的问题,你走别人的路你也解决不了,所以我们通过发现生物学的重新认识,建立方法,时间关系不详细介绍了。我们在体外培养细胞自组装,是这样的原理,胚胎组织叫细胞聚合体。细胞聚合体是长这样的,有细胞还有细胞分泌的ECM,可以发挥作用,它分泌的这些囊泡量很大,这个囊泡有什么意义呢?重新激活了发育的基因表达,它的再生能力更强大。这是我们对它衰老的证明,而且对血管诱导的能力特别强,我们拿各种动物做的试验。
我们用细胞聚合体技术从小动物到大动物,一直到小型猪,建立了全牙齿再生的方法。我们在临床研究中开展,这个选择的是恒牙,牙外伤以后发育就停止了,牙髓再生以后,牙根发育还继续,这是我们治疗以后,牙根继续发育,这是组织学的情况。
这个工作发表在科学转换医学杂志上,非常不容易,这是全世界第一次临床观察和研究全牙齿再生的。在这个基础上还做牙周再生,时候关系,不再说了。这是动物实验,这是开展临床研究,同时让全牙髓和牙周再生,这是一些机理,证明细胞是从哪来的。
后面是证明细胞来源的问题,细胞聚合体技术已经不仅是在牙齿再生,牙周再生,在多关节等等领域都在应用。去年我们把理论体系和技术体系做了总结,发表在《Physological Reviews》上,今年又发表在《Aggregate》上,右下角是中枢神经损伤,也还是有不错的效果的。看牙齿再生这个工作,这十几年来从国家科技部,还有自然基金委,这都是大项目,重点项目,获得了很多支持。
刚才讲的是生物再生材料,我还想强调拿细胞类产品来研究材料,一定要考虑到它的应用场所,它的技术转归,以及植入以后怎么发挥再生作用,应该说是比较复杂的,不是那么单一的,我们从多方面去研究它,这样的话产品植入以后再生治疗的效果会更好。
再生医学这十几、二十年发展得非常快,不光是医疗器械、药物,包括美容护肤、细胞工程都在快速发展。我的分享就到这里,谢谢大家。
谢灵:感谢金岩教授的精彩分享!
在医疗领域,作为人类文明进步的重要标志和科学技术发展的必备元素,材料的每一次突破都带来了行业大变革,催生出新的医疗器械并让传统医疗器械焕发新生。生物再生材料也是目前再生医学领域临床进展更快、商业确定性更强、技术成果转化路径更清晰的板块,在骨科、创伤修复、医美等领域的应用日趋成熟。
让我们掌声有请四川大学国家生物医学材料工程技术研究中心教授、国际生物材料科学与工程联合会Fellow艾华教授,带来主题分享《生物再生材料的机遇与挑战》。
艾华:首先感谢大会论坛的邀请这么好的学习机会,刚才金老师介绍了非常深入的研究,我从另外的角度跟大家分享一下关于这个领域的思考。
回顾十二年前,成都当时举办的第九届世界生物材料大会,应该是这个领域全球最高水准,规模最大的一次学术会议,上面就有世界生物材料科学与工程联合会的论坛,题目是我们是否能重新用组织工程的方法长出人的手臂“Can we regrow a human arm?”当时分为两组,一组三个人说是可以的,另外一组说是很有难度或者意义不大的,生物材料国际知名顶级专家也在,前欧洲生物材料主席,他们认为2012年利用组织工程的一些方法,包括从肌腱、神经、膀胱等等都可以通过组织工程方法获得,只是时间的问题和技术成熟度的问题,也许在十年、三十年之后我们可以做到arm的再生。反方三位专家说做不到,其中一位医生安东尼奥说一个手背比如像婴儿这样,长成成人的手臂需要多少时间,是从这个角度说的。
从技术角度,虽然说在实验室里能做出不同的组织修补片,这些部件,但是做出一个手臂能生长出来,难度是非常大的,是做不了的。过了十二年之后再看这个问题,我个人的观点觉得也是非常难的技术难点。
目前我们还不能再生一只手臂,我们能做什么呢?这是想跟大家一起分享和思考的一些观点。
首先咱们做组织工程再生它的驱动力一定是来自于临床的需求,临床需求很大,刚才金老师也讲了,这是非常明显的。今天跟大家分享的思考要点包括以下几个方面,第一个细胞外基质材料应用场景非常广阔,第二是基因编辑动物来源器官给我们带来了新的希望。这里面有两个技术难点,第一要考虑到人体组织的不均一性,还有表面界面材料的性质对咱们组织工程是至关重要的,同时作为产品不光是科研,它的定义标准的重要性,影像评价的重要性,以及监管科学的重要性都是我们应当考虑的。
临床需求,以中国为例,每年等待器官移植的有30万人,但实际能得到移植的只有2万人左右,只有1/15。右边是《Nature Reviews》美国的一个数据,大量的需求只有很小一部分病人得到满足,肾脏是最主要的,肝脏、心脏、肺部、胰腺的移植。细胞外基质材料应用非常广阔,通常从猪、羊等等都可以得到,生物活性成分相对比较好,但是这里面有一个平衡点,如何降低免疫原性,同时还有很好的生物活性,这两者是一个平衡点。
现在应用的方向从肌腱、肌肉、软骨、骨科、心血管等等,是非常广泛的。国外研究现状,我们知道一些知名大学,莱斯大学,美国很多公司胶膜移植、猪膀胱基质修复,猪小肠黏膜修复,它的应用领域非常广泛。国内金老师他们也有很广泛的工作,这里有胶膜的,有重大医疗,有其他企业做的神经修复的,同样,我觉得从发表文章以及高校成果转化来讲都非常不错。
今天这个会我们讲一讲生态,在这么一个生态环境我们认为产学研结合是一项非常不错的优势互补的路径,以川大华西为例。我主要做影像,我们另外一位老师解慧琪在国重干细胞组织工程中心,她历时20多年从基础研究到标准制定、转化,做得非常好。免疫原性含量明显低于国际主流产品,大概是100纳克/毫克的样子,FGF、TGF是高于主流产品的。在力学强度和抗降解能力方面也有明显的提升,还有机理的深度研究也做得非常好。因为这些非常漂亮的基础研究,她把产品主要转给了北京大清生物,有五个三类器械证,拜欧腱过去几年销售超过十亿,瑞拜欧目前也做得不错,还有几个在做多中心临床。
另外要讲表面/界面的问题,很多植物材料都要面临表面/界面的问题,这里我举一个国外的例子,贝尔集团的,它是生物制品和医疗器械,通常说是药械组合的产品,用于膝关节修复、软骨修复。最近301也有一个产品,北京医保局也是有价格备案出来了,在4月底的时候。
2003年这个产品在欧盟获批临床应用,超过8千名患者受益,需要3周二次手术。我们可以看到它的多中心临床研究,主要是四步临床方案,第一步是软骨活检,第二步是分离扩增,第三步是补片制备,第四步是手术。
它取的是非受力骨软骨部分,下一步就是进行软骨扩增,刚才提到的表面界面问题就凸显出来了,它有一面是多孔海绵状侧,有助于软骨细胞在支架中分散力量,另外是坚硬的胶原蛋白侧,需要有耐磨损的作用,而且它制造设备的时候是说上面要面向受损创面的,要明确写出来,使用的时候不会出错,非常注重细节。
后面通过关节腔的切开术,切成比较规整的形状,下一步再用骨片进行植入、修补以及缝合,这是比较重要的表面/界面解决得非常好的案例,这个案例是含细胞的产品。
301郭全义老师的产品也已经出来并备案了,股骨头坏死组织工程技术修复4.6万,目前这个路径是通过卫健委医疗技术的备案,后续可以看到监管这一块对这类产品如果能做到列入生物制品和器械的范围,它的路径又有所不同,目前只是医疗技术的路径。
第三个要跟大家分享的是在产品设计的时候一定要考虑到人组织的不均一性,以椎间盘为例。可以看到核、纤维环、软骨终板,里面蛋白多糖、胶原蛋白、水分都是不一样的,如果用传统均一性的要求是达不到要求的,无论是用3D打印还是其他的方式,这都是要跟人体组织特色进行匹配的,这样才能达到更好的效果。
第四个是关于基因编辑动物来源的器官,我们前面讲了是否能重生一个手臂,觉得目前还是非常困难的,包括器官就更困难了。在2022年的时候,咱们知道马里兰大学医学院医生团队给一个57岁的男性病人进行了心脏移植,但是是用的猪的基因编辑,移植了两个月,很遗憾去世了。可能是心脏存在猪巨细胞病毒、玫瑰病毒,这可能是导致失败的原因之一,这是分享一下动物来源器官。United Therapeutics公司提供的,其中敲除了4个基因,踏入了6个来自人类基因,是这样的基础进行这样一个修饰。
我们可以看到术前、术后的胸片,B超术后19天,这些功能、指标都是比较正常的。但是术后49天,这个功能就开始减退,长轴应变就没有这么好了,心室壁开始增厚,最后两个月患者很遗憾就过世了。这一块有一个重要的问题提出,如何优化植入器官和逆转病毒复合、跨物种传播是很重要的工作。
第五个分享一下影像的重要性,我今天主要是来学习的,我主要是做磁共振探针的。影像非常重要,不同时间点,不同组来进行病理分析,但是一旦产品上了临床之后,这是不可能的,影像学作为动态无创的手段就可以来评价我们产品的疗效,刚才前面讲的这个案例NOVOCART 3D,黄色是指病变部位,术后两年修复是非常好的,磁共振是非常好的手段,因为CT对软组织病变没有这么敏感。
这是心脏注射水凝胶,可以看到凝胶注射点,影像学有两个作用,第一个是评价疗效是否满意,第二个是对材料注射后的降解和周围的反应情况做一个评估的手段。
第六个,我觉得监管非常重要,它是对产品全生命周期的监管科学,要运用新标准、新工具、新方法,目的是服务于创新转化,要有足够的科学证据、合理依据,最终在这一块是考虑怎么创新医疗器械。包括审评,前期组织工作,组织一些培训工作,我们发现不管是在北京配合国家局,还是在大湾区,很多企业都非常感兴趣,后续有相关的培训,我们也会通过学会的公众号发布。
我们在2021年,中国生物材料学会参与了生物材料创新合作平台,大概有12个工作组和1个示范基地,我们学会担任生物材料开发及转化工作组和器械组件加工设备工作组,大家可以在官网申请,如果感兴趣的话,有意见也可以提,都是非常有帮助的。
最后分享一下定义标准的重要性,定义标准先行。生物材料定义是在三十多年前,1986年,欧美人制定的标准,那时候中国科学家没有参与,日本、韩国也没有,基本上亚洲是缺失的,欧美主流科学家制定这个游戏规则。三十年之后,2018年当时张院士作为国际生物联合会的主席,做了第二次定义,有一些该修改的,过时的,进行修改,补进去,是非常权威的一本书,可以作为政府监管、检验评价、企业生产参考的依据。
今天我们说再生生物材料,我们当时讨论的环节,第115页是再生regeneration这个定义,当时投票是50位专家,直接发言的有十几位,通过自己的理解进行发言。我们最后的投票是47位赞同,3位反对,没有弃权的,94%的通过率,这个定义在受伤等等条件下,损害、缺失,这样来定义再生的。也有中文版,中文版、英文版大家都可以在网上搜得到。
同时我们学会也做团标,借这个论坛这么好的机会宣传一下学会的服务,这个团标我们陆续做了八十多项,其中标出来的有经导管植入式人工肺动脉瓣膜、动物源性心包制瓣叶通用要求等等,有一系列相关的组织标准。
咱们都说企业出海,出海很重要的一个发力点是国际标准,这是咱们学会的会员单位,上海晟立,在STM他们有一个F3515—21,测猪的蛋白源作为起始材料用于生物医学以及组织工程的医疗产品应用,我觉得这个是非常好的,走在前面的,这样才有国际话语权,我们做产品的时候,相信很多做的都不错,但是在标准,包括国际标准制定方面也可以做更多布局。
我们回到今天报告的第一个问题,就是我们能不能再生一个手臂,如果说不能再生,我们能不能用一些非传统的组织工程路径或手段来实现?
第一个是智能制造,上一次在动脉网分享智能制造,我们前期做了很多调研,但是我们所得到的反馈是什么呢?目前智能制造主要还是低值耗材,高值耗材还不行,做不到大规模的智能制造。
第二个Kam Leong是《生物材料》的主编,生物材料已经发展到第四代了,生物材料组学能否再生一个手臂?这个还有待于研究。
我们思维可以拓宽一点,以后可能是无源、有源医疗器械的深度融合。Rogers和黄教授几年前就合作做柔性电子技术,美国士兵在战争中失去了胳膊,有个假肢,传统假肢非常常见,但是它赋予了感知的能力,明显就比以前的方法迈进了一步。Shoji Takeuchi日本团队做的,切个胶原蛋骨片,七天之后伤口愈合了,用传统的组织工作方法不能再现一个比较复杂的器官和组织的时候,这么一个hybrid model也许是一个路径。
一定是临床需求为驱动力,我们看到ECM材料有非常广阔的应用场景,基因编辑动物来源给我们带来了希望,我个人认为影像学评价非常重要,定义标准也非常重要,监管更是非常重要的,并且是我们这个产品上市最终的一个门槛,谢谢大家。
谢灵:感谢艾华教授的精彩分享!
生物再生材料具有类似自然组织的结构和特性,具有良好的组织相容性,可以替代、修复、再生有生命的组织和器官。蛋壳研究院通过盘点国内近百家企业,从骨修复再生材料、创伤修复再生材料、再生医美材料三个维度,展现中国生物再生材料企业的布局和进展,洞察生物再生材料行业的发展现状、痛点,并展望了生物再生材料的技术工艺创新、材料创新、适应症创新趋势。
让我们掌声有请蛋壳研究院高级研究员焦艳丽女士,为我们带来《2024生物再生材料行业研究报告》,掌声有请。
焦艳丽:各位好,我是动脉网蛋壳研究院的焦艳丽,最近几年大家知道再生医学非常火热,再生医学的火热首先就是为我们生物材料领域带来了很多革命性的改变,这个改变具体在于再生医学要求生物材料要具有能够诱导组织修复再生的能力,所以说这就让我们生物材料领域的研究者们的研究重点,从关注植入填充转向对细胞行为调控和组织再生的积极促进,生物再生材料这个行业的研究发展前景越来越广阔,基于这个背景,我们蛋壳研究院最近撰写了《生物再生材料行业研究报告》,今天我做一个报告的分享。
在这份报告中我们重点研究了一些问题,比如说到底什么是生物再生材料,因为生物再生材料发展到现在它的定义还是有一些更新的。再比如修复和再生到底有什么区别,目前我们中国企业在生物再生材料领域取得了哪些进展等等。
先介绍一下生物再生材料的概念,我们认为能够促进细胞粘附、迁移是生物再生材料区别于其他材料的核心特征,为什么这么说?因为这是由组织器官再生原理决定的。我们知道组织工程有三个核心要素,生物支架、种子细胞、生长因子。在只有生物支架的情况下,生物支架就必须要和细胞有一个非常好的相融性,达到1+1>2的效果,所以说生物再生材料的定义应该是具有再生受损组织或器官功能的生物材料,并且它是通过材料自身的物理性质和化学性质来调节分子信号通路或是细胞行为,而不是通过外加细胞或者是活性因子来促进细胞的粘附、迁移,从而达到再生组织器官的作用。
不过我们在研究的过程中也发现,按照我们刚才的定义,其实现在行业里面很多宣称再生的生物材料并不是非常符合这个定义的,并且现在行业里面也没有把修复和再生这两个概念非常明确地区隔出来。这主要是由于现在行业里面几乎没有真正的生物再生材料产品,大家所提的很多生物再生材料其实是偏修复或者偏再生的产品,现有的生物再生材料叫刺激材料可能更加贴切,基于刚才说的行业实际情况,我们这份生物再生材料报告包含了修复和再生两层含义。
像任何旨在修复和再生组织器官的生物材料,包括融入了外源性生物细胞的材料都在我们这份研究报告范围内,基于此,我们画了一个中国生物再生材料的版图。通过右边这张图可以看到,其实现在生物再生材料的版图已经非常大,不论是材料类型、技术工艺还是应用场景都已经呈现出了前所未有的丰富度。
在报告中我们也对生物再生材料的发展驱动因素进行了解析,这里简单讲一下融资的因素。根据我们统计,目前中国生物再生材料领域一共有41家企业完成了109笔融资,融资总额为22.67亿人民币。一个比较特殊的现象就是看右边的图,2021年之后生物再生材料领域其实融资事件数有非常明显的上升,其中2021年有20笔融资事件,2022年、2023年分别有17笔,这主要是由于生物再生材料在临床的应用在不断深入,特别是再生医美材料这几年应用获得了很多资本的关注,2021年后的融资再生医美产品占了很大的比例。
总的来看,资本市场对于生物再生材料的关注度是在持续上升的,目前还是在一个上升的阶段,我们还没有看到下降的势头。
由于目前生物再生材料在临床的应用正在持续深入,产品形态也非常多,应用板块非常丰富,在这一部分我们对中国生物再生材料领域的获批情况以及在研情况进行了统计,并且我们对骨科、创伤修复、医美这三个重点板块的情况进行了盘点。
先看中国生物再生材料的获批情况,根据我们的统计,目前国内一共有173款国产生物再生材料产品获得批准,其中以动物源性材料为主,涉及动物源性材料的产品获批的一共有71款,这主要是由于动物源性材料本身就有高仿生度和生物相容性,动物源性材料多细胞工艺和纯化灭菌方法也比较成熟,所以能得到比较广泛的应用,并且我们认为动物源性材料,动物源凸细胞机制在未来很长一段时间内依然会是行业内的主流材料。
疾病领域方面根据我们的统计,骨科和创伤修复是生物再生材料应用最广、最早的板块,获批产品也是最多的。
在研产品方面,我们统计了国内大概60家企业的在研产品,会发现动物源性材料和高分子聚合物材料是大家的研发热点,像生物3D打印材料、人源细胞外基质、重组蛋白,这些也有少量企业在开发。疾病领域,骨科和创伤修复领域在研产品非常多,比较特别的是再生医美有这么一个异军突起的趋势,最近两三年切入再生医美赛道的企业非常多,我们现在统计到了21家企业在开发再生医美产品,并且大家的研发焦点都是童颜针和少女针。
根据刚才获批情况和在研情况的统计就能看到,骨科、创伤修复、医美其实是生物再生材料的三个重点领域,我们想先对再生医美这个新起之秀做一个分享。因为现在再生医美还没有一个统一的概念界定,对于什么是再生医美,它的定义大家也还有一些争议。比如我们能看到大家在讨论童颜针、少女针算不算再生医美,对于这个问题我们是这样看的。首先从科学层面来看童颜针、少女针是免疫刺激材料,通过刺激胶原蛋白再生来抗衰,并不是生理性再生,并不属于严格意义上的再生医学,童颜针、少女针的注册证也没有“再生”的字眼。
我们从市场层面来看,不管是免疫刺激还是生理性再生,像童颜针、少女针这类材料,在材料吸收降解之后通过刺激胶原蛋白生成,又确实让求美者感受到了比较自然,比较持久的再生效果,所以符合求美者对再生医美的期待,所以我们的结论是,从市场层面来看童颜针、少女针其实都是再生医美的概念。
目前童颜针、少女针板块国内一共有4款产品获得了药监局的批准,并且我们统计到有接近20家企业正在开发童颜针、少女针。预计未来1—2年还会有多款新品上市,所以童颜针、少女针板块未来在市场上的竞争压力肯定是会加大的。
说到竞争压力,根据我们的调研,微球制备技术和合规化是童颜针、少女针市场的两大竞争壁垒,开发过程中需要综合考虑微球的大小、密度、孔径,如果说微球过小容易被吞噬,太大又会有不良反应,所以未来在童颜针、少女针领域可以重点关注微球制备技术和合规化。
另外也要补充的是童颜针、少女针目前还存在着一些不足之处,比如说童颜针作为免疫刺激材料,对组织的填充效果是来源于自身的胶原再生,但是胶原蛋白再生需要2—3个月的时间,所以说童颜针的即刻效果不如传统物理填充材料。因为它免疫刺激的特性,所以说童颜针也需要少量多次的注射,疗程比较长,另外童颜针、少女针目前的适应症也还比较局限。
说到再生医美不能只看童颜针、少女针,还有很多材料值得我们去关注。大家也知道医美是产品生命力周期比较短暂的市场,现在求美者需求越来越多元化、精细化,它靠一个材料,一款产品肯定不能满足,所以再生医美市场肯定也不仅仅是童颜针、少女针,还有很多材料值得我们去关注。
在这里我们对再生医美材料做了一个盘点,发现现在有多种材料正在或者是即将投入应用,包括羟基磷灰石、柠檬酸、人胶原蛋白等等。羟基磷灰石是发展比较成熟的材料了,但是目前它在医美领域的应用还比较狭窄,不能应用于皮肤的各个层次。人源细胞外基质,近两年热度也很高,它的特点是仿生性非常高,能很好促进细胞粘附、迁移,有比较好的再生诱导性,但人源细胞外基质成本太高,规模化生产还存在问题。
丝素蛋白也是有很多年的研究历史,最近几年有企业在做临床转化。丝素蛋白的生物相容性和可降解性非常优秀,但是从再生的角度,它的再生诱导性能相对会弱一些,因为丝素蛋白来源于蚕丝,一些蛋白和氨基酸序列,和人体有很高的相似度,但始终还是有一定的差异,并且目前丝素蛋白的提取成本比较高,所以我们认为未来可以关注重组丝素蛋白,如果重组丝素蛋白能有大规模的商业化,它的性能会更好。柠檬酸这个材料我们也注意到有再生医美企业在开发。
我们看骨科领域,也是生物再生材料的重点板块,生物再生材料目前在骨科主要应用于非承重部分的骨缺损修复,根据我们的统计,目前有74款国产生物再生材料获得批准,其中58款都是用于非承重部位的骨缺损修复。主要是由于非承重部位的骨骼本身就有比较强的再生能力,并且又没有非常严格的承重要求,所以使得现在生物再生材料在这方面的应用效果非常显著,材料方面,骨修复再生材料现在的发展已经比较成熟,材料非常丰富多样,可以大概分为天然骨和合成骨,比较值得注意的四款添加了BMP2的骨修复材料获得了批准。
根据骨再生获批产品的情况,我们也总结了三个骨修复再生材料的不足之处。
第一个是我们能看到目前应用在临床的材料并不是十分完美,没有办法替代自体骨作为金标准,其实这需要未来在材料技术、工艺上进行更多的创新性研究。
第二个是缺少用于承重部位大段骨填充的产品,这是由于目前的材料在骨传导性,骨诱导性,血管诱导活性上不能很好地平衡,材料修复再生的时效性、区域性都受到了比较大的限制,所以对于大段骨缺损没有办法快速重建。
第三个是软骨再生材料,我们看到这类型的产品非常稀少,因为软骨无血管和无细胞的特性,所以再生能力受到了很大的限制。不过我们也看到基于这些红白和不足,国内的企业已经在开展很多创新性研究了,尤其是最近几年软骨再生的研发热度非常高,并且国内已经批了一款胶原蛋白软骨支架材料,所以说未来软骨再生应该能够率先成为突破口,有更多的产品进入市场。
另外是创伤修复,生物再生材料的另一个重点领域,我们统计到目前有84款国产产品获批。上修复的特点是它的细分领域非常多,我们根据获批产品的类型给它做了一个细分,可以分为富血小板血浆、周围神经修复、硬脑膜补片、组织工程皮肤、疝修补生物补片。目前获批国产产品里面组织工程皮肤只有一款含活细胞,现在对于组织工程皮肤这个板块来说含有活细胞的,并且能包含表皮层、真皮层各个层次的产品是特别稀缺和创新的。疝修补目前有7款获批,富血小板血浆有23款,硬脑膜补片19款,组织工程12款。目前研发热度比较高的,被大家认为潜力比较大的方向主要是小口径再生器官,类器官和器官再生。
最后关于生物再生材料的未来趋势,我们认为可以从材料技术创新、适应症创新、企业战略创新三个方向来看。
生物再生材料去攻克更多的适应症是未来的发展趋势,但是大家也能发现,很多高难度适应症的攻克光靠生物再生材料远远不够,还需要干细胞的加入等等。目前国内生物再生材料企业虽然多,但是技术能力还是比较单一,未来需要更多地考虑平台化发展的策略。
比如说我们不仅要关注材料技术,可能还要关注植入体内之后的微环境严重,关注细胞技术,所以说未来需要更多的自研和合作的方式延伸技术能力,能够让生物材料、干细胞、组织工程等等更好地融合发展,会更符合未来的需要。
以上是我的分享,如果有对生物再生报告全文感兴趣的话可以扫描二维码获取报告全文,谢谢。
谢灵:感谢焦艳丽老师的精彩分享!
相较于传统制造,在生物活性和个性化治疗方面,3D生物打印可以通过计算机控制,进行高通量细胞排列,实现高精度、高复杂性的仿生结构制造。同时在材料的运用上,可以综合多种不同类型的细胞核生物材料,精准调控细胞的空间分布,进而调节细胞与支架间的相互作用,促进细胞的最终形成功能活性组织,构建细胞所需的三维微环境。
接下来,有请诺普再生医学联合创始人、CEO杨熙女士与我们分享《基于生物再生材料的3D打印技术临床应用现状》,掌声有请。
杨熙:大家好,非常感谢动脉的邀请和蛋壳研究院的邀请,今天我也带了一些过往的积累和观点来向大家学习和分享。
首先我的演讲分为几个部分,第一部分回溯一下再生医学发展的重要性和前景。我们觉得在当下医疗不断拓展人类治疗领域的时候,再生医学一定是一个非常重要和不能被忽视的应用领域,相比于内科主要以药物和靶点的经典治疗理论,外科主要用手术和器械用于治疗来讲,再生医学更多是在组织器官层面上来满足人体对于疾病,对生命健康的追求。
作为企业来说我们非常关注在市场的角度来讲全球是如何在这个领域进行发展的,这里面我们做了一些总结和数据,可以看到两个趋势。
第一个趋势,全球在再生医学领域里的发展整体市场容量,无论是复合增长率还是2017年开始的整体规模都保持持续的迅猛发展。
第二个趋势,在亚洲地区最早的市场份额是比较低的,随着之前很多前辈的努力,未来亚洲在全球市场上的应用会越来越多。
我们做了一些技术路径的梳理,去年在动脉网的分享上我也带来了这样的PPT再生医学领域里的定义我们一直说修复、替代人体内受损病变和有缺陷的组织器官技术里面,其实是一种多样化的技术融合,包括今天的主题再生材料的发展,细胞科学的发展,如何将它进行工程化实现的技术,都在发展过程中,如何围绕临床需求,更多的技术我们认为应该进行一定的融合才能提供更为有效的产品去推动这个行业的发展。
说到组织工程,今天有非常知名的专家在,我们也在回顾组织工程,我们非常强调的是组织工程领域从概念提出到现在经历了超过30年的时间。作为一个蛮年轻的学科,在30年的发展过程中做出了非常大的贡献,首先突破了一定的人类对临床治疗的边界。
我引用了2016年、2019年Robert Langer的文章,新技术引入、材料发展技术、工程化技术和监管科学共同推动下,会将这样的技术从小规模应用向大规模应用进行一系列的发展。
我们也非常关注政策面和企业发展非常关注的金融支持面的发展,首先从政策面上讲,我觉得从业到现在,从监管的科学性和确定性来讲已经相较于过往有巨大的变化,这也是为什么从蛋壳之前的分析报告来看已经有越来越多的企业愿意投入大量的资源在这里面进行临床产品的开发和转化。
从融资情况上讲也有一个明显的增量趋势,但是总体来看整个融资的规模,单笔规模仍然属于比较小的规模,我觉得随着大家共同的努力应该会将这个过程更往前做一个推进。
下面我想给大家介绍的是在组织再生领域里面非常有发展前景的技术,这个技术也是需要跟很多技术进行融合的,我们做一些介绍。
生物3D打印在提出这个概念的时候,这张PPT最早是孙伟(音)教授提出总结的,不同材料的应用对生物医学的打印进行了应用端的分类,主要是根据材料来分。这里面我们逐步将第一阶段、第二阶段定义在医学3D打印,解决的是术前、术中的个性化诊疗方面的问题,而把它和再生医学组织再生的结合定义成生物3D打印,这个概念的区分也是非常有必要的,这时候未来在监管面,在产品开发面,在分类界定等等都会有很明确的意义。
同时生物3D打印是紧密的在跟组织再生多个学科进行融合的,开个玩笑,现在去开会的时候很容易见到熟悉的朋友们,就是说这里面有很多的交融,无论从专利还是数量上面这里面发展的都非常迅猛,而中国在生物3D打印这项技术上的投入和发展也是速度比较快的。
这是一项工程化的融合技术,这项技术里面从学科层面主要涉及到材料学、医学、生命科学、信息技术、自动化和机械制造,因为它涉及到打印,需要有装备和软件,同时在技术层面我们认为三个点最为重要:
第一个是围绕真正的为什么能够再生,结合它的机理提出比较明确的再生策略,这种再生策略可以利用生物打印技术实现在时间、空间维度上的可量化结构设计,运用计算机的辅助设计指导这些研究和工程制造。
第二个是成型技术的发展,有硬质的材料,有软性的材料,因为人体组织本身就是异质化的。这里面不同材料的成型技术,尤其在微观层面的控制是非常难的,这跟工业3D打印技术之间的差别还是非常大的,尤其涉及到细胞打印,对于细胞在打印过程中的活性保持,打印后的一些功能维持上,打印技术的成型技术控制也是非常关键的。
第三个是开发一些新的材料运用到打印技术中,如何将原有不可被打印的材料变成可被打印的材料,也有大量的工作要去做。
目前生物3D打印这项技术领域被发展至今,也就短短二十年的时间,这个领域目前主要运用在两个组织再生里的关键领域,第一个是运用在组织的疗法,也就是应用到临床端,主要包括仿生支架替代物,人造器官,实验室里提供更多组织模型也是发展非常迅猛的一个领域。
我们提出一种观点,我们觉得人类对于基因组的认知之后需要有效的工具,比如说CRISPR基因编辑,快速从实验室推向工业化,另外一些生物3D打印一些工程化的技术,可以快速推动到工业化应用的领域。在这个领域里全球也有相当多的科学家和企业一起将它从一个实验室到临床转化,到最终的应用端。
右侧回顾近几年发展比较有里程碑的事件,首先美国FDA按照仿生支架批了两个产品,都可以提供更多样的结构设计在骨骼缺损应用中。同时软组织应用领域,比如说皮肤替代物,乳房重建等等也进入了动物临床阶段,同时有完整功能的器官也开始有一些企业把它推到了复杂动物模型里。
这里面有几个里程碑可以回顾一下,去年在韩国已经通过生物3D打印结合干细胞,结合新型材料技术去治疗一例有非常大缺损的气管缺损患者成功移植,并且恢复了气管的功能。
结合大家在前面的这些信息,我们提出了结合国外的见解,我们提出了自己的一些时间表见解,这里我画了一些重点。2023年已经有使用患者自己的生物细胞进行3D打印耳,植入人体病患的例子。工程化制造技术,用生物墨水或者纯仿生的支架肯定会在全球范围内被获批,也会有实体器官进入到临床应用阶段。
最后留一点时间也想向大家介绍在这个过程中我们自己做的一些探索性的工作,也希望能够将这些工作保持一个开放的心态,跟大家有机会进行合作。这里面有一个非常短的视频,向大家介绍一下我们目前搭建的工程化平台。我们在这些材料上开发非常精准的成型工艺,目前OPUS平台分为三部分,第一个是在计算机辅助设计下实现产品从微观到宏观的结构设计和工艺参数,第二个是我们搭建工程化的打印平台可以实现广泛的再生材料、生物材料的打印成型技术,第三个是我们目前也正在搭建自己的诱导型材料,开发成可打印的工程材料体系平台。
我们主要的工作并不能开发原材料,更多的是材料的筛选和配方工作,结合目前从材料的界面,材料的打印性和对于降解、再生的理解,我们搭建了一些数据的分析框架,同时运用过往在文献和过往数据库的经验,去形成自己的筛选逻辑。目前我们在这个领域里自己开发了一些复合材料应用在产品开发当中。
说回到制造过程,我们在制造当中运用这样一些技术可以制造出从形态的匹配、结构的可控和分层的设计上提供稳定的解决方案,从制造端来讲所有的产品可以经过数字化的控制,材料的成型过程制备控制和最终产品的实现,从而实现基于数字化的定制、匹配和高效生产工艺和控制。同时在未来制造端来讲,这些产品如果可以提供货架的产品,我们可以提供工业化的制造,集中制造。如果需要即时性的或者是诊所端,我们认为也可以提供离散制造方式,提供更为有效的供应。
回顾一下前面我们提到的这样的总结,打印技术可以在再生精确地理解结合材料、细胞等等不同的层面,可以提供更为精准的,从宏观到微观的结构控制,尤其在三维层面上搭建这样的技术平台,同时也可以利用工程化实现批量的个性化制造。
我们下面再举几个例子,假设我们要模拟一个微环境,这是一个模拟真实的产品开发策略。这里有骨骼、脑膜,从仿生的角度来讲分析解剖学,包括物理和化学的特性,可以通过不同的分层和不同的材料、工艺去结合制造出这样的产品,它的设计开发策略可复制性是非常强的。
前面讲的是仿生支架的策略,同时我们能够在院端使用患者自己的活性物质,我们也提供了这样一种策略,我们可以结合医工交互,包括患者自己缺损部位的外观形态,通过数据化的重建去设计这种特征化的植入,同时从患者自身抽取他活性的物质、细胞,结合生物材料进行单一的一对一制造流程,最终进行质控,可以提供新型的治疗方法。
我们运用这个实践跟国内医学院已经开展了多例临床应用,在一些没有现有方法能够治疗的适应症里取得了一些突破。同时我们目前在自己的产品管线上也有所推进,做一个简单的介绍,因为昨天在产品会议上已经向大家做了介绍,这里就不再赘述了。
最后回顾一下,作为一家再生医学的企业,我始终觉得使命愿景是非常重要的,同时完善的技术研发体系和合作态度也是非常重要的。诺普有几点也是非常愿意跟大家分享的,我们是非常注重在科学方面的积累的,我们在整个产品的技术体系搭建和产品开发过程中会吸纳过往很多科学论证经验,知道产品开发的边界在哪里。跟监管紧密合作,我们参与了四个,省级和国家级的课题,通过学会、团体标准的建立,解决产品开发早期很多的不确定性,未来我们希望这样的一些方式能够更多地跟同行们一起推进一系列的产品研发。
希望通过工程化的策略将组织再生的应用从规模化、成本控制、医学可及性上提供更好的解决方案,也希望在这个领域里进行推动,做出自己的一点力量,这是我们的公众号和我个人微信,非常感谢。
谢灵:感谢杨总的精彩分享!再生生物材料发展得如火如荼,是当之无愧的朝阳产业,而这其中有无数科研人士的研究,当然也缺不了医疗器械CDMO添的一把火,接下来有请奥泰康SFM事业部李强先生与我们分享《再生医学生物材料引导组织修复器官再造的应用和创新》,掌声有请。
李强:首先感谢组委会让我有这么一次机会跟大家相互学习,今天我给大家讲的主要是“再生医学生物材料引导组织修复器官再造的应用和创新”。前面金教授讲的细胞这一块我感觉有很大的合作的可能性,因为细胞需要一个很好的载体去培养,而生物材料就是一个很好的载体,我们也一直在找,因为我们有一些项目在合作过程中确实是如果有细胞的进入,这个产品功效会更好,而且整体周期会更短,今后可以探讨一下,可以有合作的机会。
我们跟西京还有一些渊源,我们全中国第一款丝素蛋白产品就是在西京医院做的临床。金教授讲到牙齿再生,这一块如果能尽快推向市场的话,我相信前景非常广阔,包括我父母也想要去植牙,如果这一款能开发出来的话,现在种植牙这一块可能就没必要考虑了。
艾教授讲到ECM,ECM有广阔的市场前景,很荣幸地告诉大家,我们奥泰康集团有一个专门做ECM的公司叫北京帝康,ECM这一块我们已经成功转化了好几个项目,同时也跟丝素蛋白共同申报了国家“十三五”项目,叫低免疫源性丝素蛋白跟胶原蛋白的工艺化制备,也顺利结题了。
我们焦老师提到研报这一块,我PPT里也引用了焦老师的数据。我们在2019年转型做CDMO了,所有用丝素蛋白的技术储备都进行定制研发,做CDMO了嘛,所以很多项目技术发展进程都属于客户的信息,我们的客户绝大部分是上市的公司,都会涉及到他们的信息披露,他们不会披露我们也不会披露,这是丝素蛋白做得非常多的内容,包括凝胶、医美类、植入类的、可降解的、创面类的、骨科的,骨科我们也有一个项目刚刚立项。
杨总3D打印这一块,从去年开始我就一直在找有没有合适的3D打印企业,因为丝素蛋白目前来说客户合作得越来越多,项目要求也五花八门,如果说我能把丝素蛋白或者结合其他材料跟3D打印结合起来,可以大大缩短产业过程中的技术难点。目前我们技术上可以做到不同的客户需求,把丝素蛋白内部结构进行分化,如果3D打印参与进来的话,可以大大解决整个研发进程。
今天很荣幸有这么一个机会结识各位领导、专家,看看今后有没有合作的机会。
简单介绍三个方面,发展史这一块,在整个生物材料这一块大家都比较了解,现在也有新的定义出来了,最关键的一点,作为我们企业来说把丝素蛋白成果转化一定要做一点事,做好生物相容性、生物多容性,还有良好的加工性,也有相关器官的代替性,这是最主要的。这一块是根据生物材料的材料性质分的几类,目前来说像金属类的、生物陶瓷还在用。它力学性非常好,但是也有很多弊端,比如说整体的降解性能、生物相容性等等。
整个生物再生材料这一块,刚刚焦老师也讲到了,生物再生材料有一个明显的特点是能够促进细胞粘附、迁移,我这边生物再生材料前面还有一句话,“主要来源于动物”,但是删掉了,因为目前随着技术的发展很多都是重组的、合成的,至于重组的、合成的能否达到动物来源材料生物的有效性,这一块还是有待进一步优化的,包括整体重组的能否真正有良好的生物活性,有没有良好的稳定性,这都是需要进一步优化的。
对于丝素蛋白来说我们曾经做了不少的实验,包括做了细胞的培养,细胞的增殖,可以明显发现一个有意思的特点,无论是什么状态的丝素蛋白做细胞培养,会发现随着我们放入不同形态的丝素蛋白产品和形状进行粘附、生长,证明丝素蛋白有非常好的生物活性。
我们最早的时候申报863项目的时候就发现丝素蛋白做医疗器械产品,无论是在创面上还是在其他部位都跟同类产品相比会导致整个创面修复完整提前几天时间,当然863项目我们只是发现了这么一个结果,零几年的时候。后来我们又申报了973项目,我们发现丝素蛋白有一些特殊的片段,有些片段有一些特异性的粘附作用,在创面上,在其他部位它的整体愈合速度会大大加快。
这个是焦老师那边年报里的内容,分了三代,第三代内容是针对细胞的增殖、粘附,丝素蛋白是非常好的能够让细胞粘附、生长的材料。
应用这一块,可以先看看整体的政策,没有国家政策的扶持我相信我们的发展不会这么迅速。江苏省在零几年的时候就推出了相关的政策扶持生物材料,我们在2007年的时候有一款丝素蛋白产品申报了江苏省重点成果转化,申报成功,顺利结题,当时2007年就拿出了江苏省扶持资金一千多万。
2018年3亿,2019年8.29亿,整体国家政策扶持有着明显飞速的发展,在“十四五”项目中我们很关注,想申报相关的项目。重点研发计划当中我们发现把壳聚糖、丝素蛋白、细胞外基质纳入了重点研发方向,奥泰康集团在早期的时候就成立了两个CDMO公司,一个在北京,叫北京帝康,是专门做细胞外基质的。还有就是我们,我们是苏州苏豪生物材料科技有限公司,2006年就成立了,是专门做丝素蛋白的。我们当时看到“十四五”的重点研究,我们很荣幸,我们既有细胞基质又有丝素蛋白,相当于占了“十四五”生物材料2/3的生物材料领域的范围。
我们在“十三五”项目中申报成功了一个低免疫原性胶原丝素蛋白工程化制备技术及产业化研发的项目,项目资金6000多万,并且通过了科技部的验收。
这是政策,2017—2023年重点市场的导向,生物医用材料、功能修复、生物材料、诱导再生修复材料、干细胞,国家都在大力扶持。市场规模增长幅度太惊人了,2021年的时候我在杭州做了一个类似的演讲,全球是4500亿美金,中国是400亿人民币。2022年全球已经达到了18万亿,2023年预计19万亿,国内2022年达到5万亿,2023年达到5.345万亿,增长幅度非常迅猛,全球增长幅度7—8倍,中国增长幅度10倍以上,可以看到生物材料,尤其是生物医用材料市场扶持力度、资金流向发展非常迅猛。
我们分析一下原因,为什么有这么多企业进入这个赛道,这么快地增长。一个是政策趋势,还有大家知道中国从80年代实行计划生育,我们父母这一辈基本上是属于老龄化结构,带来着慢病管理的问题,心血管、癌症、糖尿病、溃疡,这些慢病都需要我们良好的生物医用材料进行治理,所以市场前景非常大,导致整个市场的容量迅猛增长。还有植入式器械,无论是骨科还是血管介入,大家都很清楚。
大家也了解我们还有一块很迅猛的因素,医美材料的发展,2019年我们正式转型做CDMO,丝素蛋白介导最多公司签约合作的基本都是以医美为主,我们本来是做严肃医疗,做血管、骨科、创伤的,但是随着跟我们签约的上市公司是医美为主,所以我们越来越多地开发了医美产品。
医美产品是什么情况呢?市场前景以前是像我这个年纪的,四十多岁才考虑要不要医美,要不要做一个年轻化的延伸。现在发现整个医美市场下沉得越来越厉害,年轻化趋势越来越严重,二十出头的人也在考虑是不是要做医美,所以整个医美市场的需求,针对生物医药材料有一个巨大的推动作用。
前面讲到了政策扶持、市场需求,整体医美材料的市场需求,但是我们还是要保持冷静,医美,尤其再生医美材料这个赛道的进入需要什么样的条件,我们也看到很多公司进去,也看到很多公司退出,我们可以看一下它整体的壁垒。
我们医美还是严肃医疗,还是其他的产品,慢性病的管理,针对生物医药来说还是有很高的壁垒要求的,生物安全性、稳定性、顺应性。组织生物材料要考虑到植入,降解的速度要跟不同部位和不同的生长速度相匹配,这一块要不停地进行调节。我们很荣幸地说苏豪丝素蛋白通过我们的工艺确认,我们可以根据不同部位要求,不同的产品要求,我们调控我们内部的结构,分子量的大小,聚集态等等,可以让它整体3—24个月可调控,这也是很多公司招我们合作签约的很大因素。还有诱导的活性,丝素蛋白有相关的生物活性。
前面讲了技术的壁垒,这个是讲的行业壁垒,无论是生物再生材料还是普通医学材料,其实行业壁垒都是比较高的。首先是研发,还有市场准入,所有生物医用材料只要涉及到降解,涉及到整体的填充植入都属于三类医疗器械。前面金教授讲过了我们要转化,转化并不是说我这个产品技术出来就可以了,转化整体过程是非常长的,周期很长。临床、巡检、生物学评价、注册,会导致市场准入壁垒比较高,整体的资金使用也比较高。整个周期不是短平快的,有些不了解的企业找我们定制研发丝素蛋白,希望2030年就能拿证,很多企业不了解,其实市场准入周期长,会导致整体资金实力有很高的要求,一般来说真正的三类植入可降解细胞的产品基本上五年周期才能顺利拿到医疗产品许可证,还有品牌渠道,不细说了。
这里是案例,这几个产品我们都有自己的丝素蛋白产品去替代、对应。像创面愈合我们有一款,全中国第一款丝素蛋白医疗产品,我们的产品跟普通产品做过动物实验、临床,无论是深二度的还是浅二度的,在我们对比之下,我们丝素蛋白的产品跟其他产品相比愈合时间基本上能缩短5—7天。还有去除疤痕的产品,丝素蛋白凝胶敷料,这一块老早就授权给客户了,也是一个上市公司。皮肤替代的我们有苏豪人工皮肤,苏豪人工皮肤这款产品是863的成果转化,目前我们已经拿到了8家医院的临床批件,后来很可惜,2019年转型之后我们自己不做市场推广了,所以现在苏豪人工皮肤搁置在这边,看有没有合作方进行洽谈。还有止血,我们这边有丝素蛋白止血海绵,要有黏合性,能止血,还要填充组织缺损,而且还能够诱导细胞自组织生长,我们这一块都可以做到,还有糖尿病足这一块。
这是应用前景,融资的情况,22.67亿,这一块的市场热度还是很热门的。
讲一下创新点,整体医生再生材料范围很广,金教授讲到了细胞方面的知识点,艾教授讲到了凸细胞机制,我这边讲丝素蛋白,因为我们是专门做丝素蛋白的,做了二十多了。丝素蛋白来源于什么呢?来源于蚕丝。蚕丝分两大块,一块是丝胶蛋白,一块是丝素蛋白。丝胶蛋白对人体是有一定的过敏原的,所以医疗器械都是把丝胶蛋白去除,用里面的丝素蛋白,丝素蛋白是β折叠结构,有很强的力屈性能,但是我们需要有更高的再生的生物活性,所以我们会把它再溶解掉,形成一些α结构、β结构不同的混合体,可以调控里面不同的比例来达到不同的降解周期,这是我们技术的一个优势。
丝素蛋白生物相容性非常好,我们经常做对比,同样有生物活性的胶原蛋白,跟它们做对比。因为丝素蛋白和胶原蛋白都是有生物活性的,做对比就有一定的参考性,像高分子材料是通过刺激来达到组织的生长,我们做了一些临床试验、动物实验,大动物、小动物都做过,我们发现丝素蛋白在生物安全性这一块,生物相容性这一块都明显地优于胶原蛋白,胶原蛋白明显优于高分子材料,有效性这一块,生物活性这一块,都做了很多实验,我们也做了代谢实验的跟踪,通过我们的技术可以把它从3个月到24个月的可调控。还有四项核心技术,这是我们专有的技术。
通过将近二十年的技术积累,我们把前面的丝素蛋白这一块,无论是从生丝、蚕丝纤维到丝素蛋白溶液,都进行了技术标准化、统一化,后面可以根据不同客户的要求,不同适应症的要求做成多孔的材料。比如说苏豪的人工皮肤就是多孔的材料,针对全程皮肤缺损,可以让整体血管细胞进行生长。还有血管,我们当时申报“十四五”项目的时候针对神经纤维导管壳的结构设计,做成定向的导管,神经这一块的项目。还有凝胶,我们做得非常多,目前跟我们签约的上市公司,合作的一些项目基本是医美凝胶填充类项目。丝素蛋白作为药物载体有很好的优势,可以做成微米级的,纳米级的小的微球,同时跟我们相关的药物进行融合,而且达到位置的时候可以缓慢释放,这一块整体来说要根据不同药物进行整体工艺的完善。
这是我们在2022年,也是因为机缘巧合,早期的时候苏豪是一家传统的医疗企业,专门做丝素蛋白的研发生产。2019年的时候有一个很迅猛的发展,2019年的时候开始我们接到越来越多的电话,包括同行的,包括高校的,包括科研院所的,都在咨询能否购买我们丝素蛋白的原料。我们这一块本来是不卖原料的,只卖产品,后来问的人越来越多了,在网上一搜“丝素蛋白”有几百,一千家,直接网上买就行了。他们说已经买过了,他们做高校研究,生物公司研究,发现买别人的原来有时候做得出来,有的时候做不出来,稳定性、纯度不能很好地把控。了解到我们是老牌丝素蛋白研究开发企业,都到我们这儿买,买得越来越多了之后,我发现这个东西对我们的企业发展来说,说不定是很好的方向,所以我现在对丝素蛋白,在2022年的时候就立马做了丝素蛋白原料的备案,这一块我们做了大量的工作,有一些研究数据、实验都可以拿出来,我们在2022年进行了丝素蛋白冻干原料组分的备案,包括丝素蛋白液态溶液的备案,包括丝素蛋白生物材料,生物材料就是我做的多孔支架的备案,到目前为止经我手的差不多有100多家企业、高校、科研院所来我这边买丝素蛋白原料,我也希望今后我们的客户,包括焦老师列出来的丝素蛋白同行有些也是我的客户,我也希望我们今后有越来越多的丝素蛋白企业能进入这个赛道,他们发展壮大,让我的原料也有一个很好的发展。谢谢,以上是我的分享。
谢灵:感谢李总的精彩分享!
近年来不断出台的诸多利好政策助推该领域发展,国家亦出台相关引领政策,促进行业突破生物材料、器官修复等关键材料技术,加速相关创新项目落地。通过提升我国医疗装备供给能力,增强重大疾病防治和健康产业发展的科技支撑。如今,产业界正通过加强基础研究与临床结合,完成科研成果转化,使更多创新技术及成果真正应用于临床,解决临床刚需。
让我们掌声有请赛德迪康创始人&董事长孙琳女士,分享《生物合成再生材料在皮肤创面修复中的创新及临床应用》。
李彤:各位下午好,我是来自赛德迪康的李彤(音),今天由我来代表我们董事长孙琳女士为大家做分享。
首先感谢动脉网对我们的邀请,赛德迪康也很荣幸能在今天这个论坛和大家一起分享生物合成组织工程材料。我今天分享将集中在皮肤修复的领域,大家知道皮肤是人体的第一道防线,也是人体最大的器官,它有保护体温,保护内部组织的一些功能,它也是最容易受到创伤的部位,比如说外部创伤或者疾病引起的皮肤缺损,生物合成再生材料是不是可以帮助解决一些当前临床上遇到的皮肤修复存在的挑战。
我们先聊一聊皮肤创面修复当前临床上有哪些挑战。
第一点我们在我们使用传统敷料的时候,一般来说先对创面进行彻底的清创,然后我们会在上面敷上油质纱布,涂上一些治疗的药物,外层再加上纱布,一层一层叠加,对于医生来说操作复杂,而且费时费力,要求包扎技巧不能过于松散,敷料会容易脱落,也有可能创面会形成死腔,也会妨碍渗液的引流。对于患者来说如果包扎得太紧,容易引起肢体不循环,也会带来患者的不适。
第二点在更换敷料的时候,现在绝大部分敷料都不是透明的,医生需要观察生长情况需要去除敷料,一般要多次更换才能达成创面愈合,也会造成患者的疼痛,对于婴幼儿患者来说会哭闹,也不太配合,对于换药来说难度也是增加的,现在很多医疗机构会选择用麻醉或者用笑气进行换药,换药过程中如果我们揭开黏附在创面上的敷料,有可能对创面造成二次损伤,会延缓创面愈合的过程。
第三点是关节挛缩,如果创面在关节部位的话,需要长期制动,患者不能主动参与PT/OT的治疗,愈合容易产生瘢痕组织,瘢痕组织也会限制关节的活动。
这几点都会严重影响患者的日常生活,而且值得一提的是手是我们日常生活息息相关的部位,如果创面发生在手部部位,产生了关节挛缩,对日常生活影响是非常大的。
最后一个是瘢痕,不言而喻,无论是对于爱美的男性、女性来说,瘢痕都是影响身心健康的,传统的敷料没有办法减少瘢痕的形成。
基于我们现存的一些挑战,我们看看生物合成再生材料是如何解决这些问题的。生物材料发展分为了三代,刚才李强总在他的演讲中也提到了,第一代是被动惰性材料,比如说金属、陶瓷,它们的生物相容性比较差。第二代是生物活性、相融性相对更好的材料。第三代是具有生物活性的,也是具有可视系统、可控制系统的,植入到人体组织器官的缺损部位,可以被人体吸收,同时不断激发身体细胞再生,形成新的组织。
我们这边总结了第三代生物材料的四大特点:
1.生物相容性,在皮肤修复当中皮肤相融性是非常重要的,相融性不好可能跟机体产生排异反应或者过敏反应,现在很多生物材料因为相融性较好,也能加速创面的修复。
2.可调控性,我们认为调控性可以表现在三个方面,第一个方面是你可以基于临床的需求进行不同材料的设计,比如说针对慢性创面或者针对急性创面我们在设计上会有不同。第二点可调控性是对于材料或者工艺来满足不同的皮肤问题,比如说有些材料加入银离子。第三个可调控性表现在临床医生实际使用的时候,可以通过调节这个材料的狭缝或者结构来满足患者的需求。
3.生物活性物质的携载性,很多生物材料相对来说孔隙率比较大,它不仅可以作为支架,允许细胞增殖、组织再生,也可以携载一些生物活性物质,进一步促进创面修复。
4.多功能性,很多生物合成材料都是有多功能性的,不仅可以保护我们的创面,也可以促进细胞的增殖,组织的再生,甚至很多有抗炎、杀菌的作用。
接下来我将以生物合成组织工程皮肤为例,结合一些实验数据向各位阐述生物合成材料在愈合阶段,每个阶段产生的作用是什么。
我们把创面愈合的过程定义为四个阶段:炎性反应、增殖期、上皮化、重塑期。
在炎性反应期,可以看到使用PermeaDerm治疗的时候,骨髓干细胞表达水平较低的这个促炎因子,同时使用PermeaDerm后伤口异物碎屑也比较少,炎症反应也比较少,这就说明它可以有效地减少炎性反应。
到增殖期,可以看到PermeaDerm这个阶段诱导皮肤形成毛细血管,增强皮肤血管化的程度,同时也可以增加成纤维细胞的迁移率,换言之它不仅可以帮助长细胞,也可以帮助长血管。
上皮化阶段,PermeaDerm刺激角质细胞迁移到肉芽组织表面,不断增殖分化形成新的表皮细胞,最终再上皮化标志着这个创面的愈合。
创面愈合之后我们也可以看到PermeaDerm培养的细胞表达较低水平的肌成纤维细胞标记物,说明它可以有效减少疤痕的产生。
接下来我用一些临床应用的实例,给大家更直观地感受一下现在临床应用上的有效性。这是婴幼儿的急性创面,1岁9个月,12%的烫伤面积,很多深二度烫伤集中在前胸部。孩子当时使用了传统疗法,但是因为孩子一直哭闹,疼痛指数比较高,家长比较心疼,所以家长驱车9个小时,到海南博鳌使用了我们PermeaDerm的这款产品,使用之后第5天创面就愈合了,在儿童创面治疗中很多主诉是避免疤痕的产生,避免影响儿童未来的生活,这种早期愈合也可以避免瘢痕增生。
这是我们在美国手套型号的病例,手部深二度烧伤的案例,19个月的女婴,这是第0天的情况,这是一周之后使用一片PermeaDerm剂,这边已经愈合的部分PermeaDerm自动和创面脱落,未愈合的部分PermeaDerm会持续黏附到这个创面上,直至愈合。刚才我们前面提到其中一个挑战是关节挛缩,使用PermeaDerm之后72小时会和创面进行黏附,这个时候外层纱布可以去除,患者可以正常回归生活甚至做一些康复活动,可以有效地减少关节挛缩带来的负面影响。这是两周左右,手的愈合,三周随访的时候就发现是完好如初的。
这是一个慢性创面,超高龄的患者,这位大爷97岁,创面三个月没有愈合,年龄大,基础疾病比较多,麻醉风险特别高,所以无法进行传统的植皮手术,最后我们选择运用PermeaDerm生物合成组织工程皮肤,第10天创面就愈合了。
这个病例是SJS/TEN病例,在很多皮肤科或者急诊是比较常见的病例。这位55岁的女性是89%的全体表面积缺损,这是第0天,也是使用大面积尺寸PermeaDerm可以填满她的整个背部。第24天的时候发现手臂、前躯干、后躯干、双腿大部分已经闭合了,第83天出院之后一周伤口达到了100%愈合,没有任何挛缩或者增生性的瘢痕。
这里我们想要把生物合成再生材料定义成一个平台,基于这个平台我们可做的事情还有很多,比如说第一个可以结合一些生物信息学,3D打印技术,为患者提供一些定制化的修复材料。第二个我们也可以和其他的材料进行组合,比如说干细胞、内皮细胞或者生长因子,我们这款PermeaDerm材料在美国是跟细胞疗法联用的,最大化它的修复效果和修复质量。
刚才很多演讲者也提到了,生物合成再生领域我们也可以有多种拓展,拓展到神经、心血管或者软组织。
最后有一点,我们也想说希望生物合成再生材料能加速临床的转化,加速成果的转化,我们也建议如果可以能够尽早地和监管部门进行沟通,能加速审批,也能使更多成果早日推向临床,造福所有患者。
赛德迪康也希望能和更多领域内公司携手合作,不仅一起面对修复领域的挑战,更是促进创新,使更多的创新产品能造福全球的患者,感谢各位。
谢灵:感谢彤总的精彩分享!
通过今天嘉宾们的精彩分享,我们不难看到,中国生物再生材料在技术研发、应用领域拓展和政策支持等方面取得了显著进步,但仍面临一些问题和挑战。要推动行业的持续发展,加强上下游产业链的协同合作,推动创新成果临床转化,提升技术水平和创新能力是关键。
接下来,让我们有请圆桌对话主持人:道远资本投资总监姜芳芳。
对话嘉宾:科技部“973计划”与重点项目首席科学家、长江学者特聘教授、国家杰出青年基金获得者、空军军医大学组织工程研发中心创始人金岩教授;四川大学国家生物医学材料工程技术研究中心教授、国际生物材料科学与工程联合会Fellow艾华教授;以及奥泰康SFM事业部李强先生共同围绕《生物再生材料的创新转化与临床落地》这一主题进行分享与探讨,掌声欢迎。
姜芳芳:感谢各位嘉宾和教授的精彩演讲,也感谢各位听众,留到最后的都是珍爱。咱们刚刚的演讲让我们对再生医学有了一些前沿技术和最新进展,产业化方面比较深刻的理解,很高兴动脉网凝邀请我主持生物再生这个比较有科幻色彩的议题,我觉得特别Exciting,这让我想起来我以前之所以报考中科院遗传发育所也是对发育生物学,对再生医学有这样的热情在这儿。
现在我们请各位嘉宾简单介绍一下自己,我们跟生物再生材料的渊源。
金岩:我从上研究生到现在一直做生物材料,做生物材料和组织再生的事业,今天更看到了生物再生材料的应用前景,这是我们能坚持下去的动力,谢谢。
艾华:我博士生的阶段做了一些细胞薄膜的研究,后面从博后到工作一直做影像和药物递送,我在中国生物材料学会,有很多专家做这个领域,所以我也有一些体会,今天也是跟大家交流、探讨,谢谢。
李强:我可能比较大众一点,跟两位教授相比我学的是药学,毕业之后一直在企业里工作,我是从基层干起的,从技术、生产、质量到注射,以及政府部门的对接,一步一步从基层到主管、经理、总助、总经理,我企业工作经历比较丰富一点,2006年进入了苏州苏豪公司,一直从事丝素蛋白的研发。
姜芳芳:我们从研发到产业链各位嘉宾都有丰富的经历,请各位嘉宾分享一下国内现在的情况在产业链上下游最紧迫的任务是什么。
李强:再生生物材料这一块我偏重于丝素蛋白研究,丝素蛋白最开始主要是做化妆品的比较多,尤其是一些膏剂、溶剂添加丝素蛋白的比较多。上游是供丝素蛋白化妆品原料,下游就是做丝素蛋白化妆品的。我们公司把它提到了一个新的领域,进行医疗器械领域的拓展,我们现在也在做医疗器械的丝素蛋白原料,无论是溶液态的还是凝胶态的,还是膜状的。丝素蛋白上下游整体的一个急迫的事情,从苏豪发展来说,我们当时做市场推广的时候很痛苦,因为整体市场都没有听过丝素蛋白,包括到现在丝素蛋白虽然有一定的发展,但是跟胶原蛋白相比市场了解度还是比较少的,我个人觉得丝素蛋白这一块最急迫的事情是希望有越来越多的丝素蛋白企业进入到这个赛道,共同把丝素蛋白做大做强。2019年的时间我们转型做CDMO之后,把我们成熟的储备的将近100项技术跟产业化的经验,跟我们签约的上市公司进行授权转让之后,我们现在做的目的是让这些上市公司,这么多的产品,这么多丝素蛋白项目,一起通过我们成熟的技术,成熟的产业化经验分享给大家,给他们定制相关的产业化设备设施,生产性布局,让他们更快地进入到丝素蛋白这个赛道,可以让我们整体的同行参与到丝素蛋白领域中,共同把丝素蛋白市场做大做强,我们现在在做这个事情。
姜芳芳:丝素蛋白最近也是一个投资热点,赛道玩家也很多,确实产业链这一块还不是很完善,如果能参与者更多,产业链上下游更完善的话,这个产业会有长足的进展,未来可期。
艾华:大家可能关注到揭榜挂帅的材料清单,我们学会也参与一些调研、摸底,出了这么一个清单。从材料清单的角度讲,再生生物材料被卡脖子的情况相对没有传统的金属、高分子严重,可能稍微好一些,这也是好事情,表明我们在再生生物材料里从源头上有更多的自由度和话语权,这是我的一个体会。
另外从咱们学会企业会员的状况来看,过去主要是偏传统的制造企业,包括乐普、威高、迈瑞、微创等等,后来包括佰仁医疗,还有其他一些做瓣膜等等的,我们感觉学会的产学研医用,监管检验平台都有了,赛道的企业越来越多,生态就起来了。包括李博老师(音)做的小血管起源,投资环境现在并不是很好,我听说也拿到了一亿资金的募集,咱们这个领域有比较好的话语权和自由度,从企业角度来讲也有更多优秀的企业聚合到这个赛道,这是我的一点体会,谢谢。
姜芳芳:以前我也做过一段时间的产品,我做产品的时候其实国产的一些竞品基本上看不到,但是经您一说,我对这个赛道也有了重新的认识,产业链上游大家在奋起直追。以前可能只有一些进口厂家才会用到这一块,谢谢艾教授。
金岩:今天咱们讨论的东西都是要把材料作为产品快速进入市场,进入临床,对我来讲从最基础的研究到临床研究、转化、产业化都经历过,感受特别深的其实是各个板块,尤其是在材料研究端人才非常多,各个院校汇集了大量的人才,在国际上发表了很多很好的文章,其实真正在产品开发端还是有鸿沟,这些人才在产品开发端还非常少,产品开发端应该和最前沿的生物材料研发差距比较大,这里还有很多安全性问题,产品进入人体长期观察效果的问题,我们现在所做的好的生物材料,高科技的东西,从我来讲,从上游的开发研究到产品开发都经历过,我自己也知道非常好的创新性研究的技术和认知是不可能马上导入到产品开发中的,怎么缩短距离是我们后面迫切需要做的事情,这才是能够在全世界,在这个领域做更多引领性的工作,需要大家一起去做。
姜芳芳:谢谢金教授,以前我也做过科研一段时间,最近这些年咱们文章发得特别棒,发了很多顶刊,子刊也很多,很多创新产品到了产业端还是有一段路要走,这确实是很重要的事情,不管是从人才、基建还是金融支持各个方面,针对细胞类的产品金教授肯定是更有发言权,这类产品既重要又特殊,想请金教授跟大家分享一下,看看在这一块科研到临床的转化有哪些问题急需解决,有没有什么地方需要改进,能够推进产业发展的?
金岩:细胞类的产品在再生医学或者生物材料、组织工程是非常有代表性的,最初期的组织工程产品就是要含活细胞的,这个定义还是有点太局限了,我们拿目标,拿结果来说话,最后组织损伤器官能再生,功能能恢复,这是我们的目标。什么时候含细胞,什么时候不含细胞,我觉得根据机体组织细胞损伤情况来决定,含细胞的话从制造成本和研发、开发成本,技术难度是巨大的,监管要求也是很高的,我并不建议每个产品都做含细胞的产品。
含细胞、不含细胞不要简单地看它好不好,越往后走,更复杂的组织器官,更难再生的组织器官,包括大器官,肯定是要含细胞的,这个目标是一个肯定的发展趋势方向。这个时候需不需要含细胞,我觉得要根据它治疗的目的和具体的条件来确定,否则产品上市销售也有问题,运输、保存、价格完全不是一样的体系,所以我觉得这是第一个认识。
第二个,不管这个产品含不含细胞都要考虑到产品进入人体以后促进再生过程中和细胞、微环境的作用,含细胞也是为了做这个事,我们考虑植入一个东西它是跟全身很多细胞发生作用的,包括跟骨髓,跟中枢神经,我们做牙的再生,有些细胞就是从中枢神经系统迁移过去的,在发育初期细胞起源是一样的,这是相对比较复杂的,越知道这种再生的机理越容易制备产品,产品不是简单的填充,有激活、启动、相互作用,最终和局部组织整合在一起,细胞、神经血管要长进材料里,长不进去它永远是个异物,影响组织的代谢和免疫,影响到长期的健康,所以我们强调再生是要完美的高度整合的再生,你植入东西必须最后和你成为一个整体,包括血管、免疫系统要进去,这是我们的终极目标,所以我觉得谈细胞类产品按这个高度去谈,更科学、更全面,让我们对生物材料产品的看法。不能我只关注材料不关注别的,这样不可能研究出好产品的,跟大家分享。
姜芳芳:金教授从更高层面阐释细胞类的生物材料,关于生物材料刚刚艾华教授的分享也提到以临床为出发点,艾华教授也是在生物材料学会担任要职,从科研、产业端对产业给予支持,也评审制定了很多这样的标准,从产品层面对于行业进行指导。从产品创新和设计等层面如何考虑生物再生材料临床和市场的需求?怎么把需求和产品相结合?怎么从临床需求出发理解这些设计?
艾华:刚刚金老师讲得非常好,刚刚您也提到咱们中国这个领域的科学家发表文章,在国际上应该是蛮厉害的。有一次我开线上理事会,当时爱思唯尔的一个工作人员放了一个数据的图,2023年欧洲、美国在材料领域发的文章是四千多篇,中国都要几万篇了。
我们怎么样把这么好的研究成果转化为产品?其实有很多方面。材料学家更多是从自己材料研究的背景入手,可能没有那么关注临床需求。比如说牙种植体,目前种植体强度已经不是问题了,可能是界面的问题,跟自身机制骨槽融合不好,可能是这样失败的。它毕竟是应用性非常强的研究,所以跟临床医生有紧密地结合。比如说华西口腔,还有川大高分子赵老师做的血液透析材料也是跟华西肾内科的医生结合,其中一个要点一定要早期跟临床医生紧密沟通、交流,找到真正的临床痛点来做研究,而不是什么材料特别好就做,结果发现临床并不需要这么强的材料,那就来不及了,没有临床医生反馈可能做到消化系统酸性反应就看到全部降解了,怎么不理想。
刚才您也提到学会和协会不一样,协会基本上都是企业家朋友,学会大部分是专家、学者、医生,同时也有很好的企业家监管检验评价,我觉得这个平台里就构成了一个良好的生态,包括我们的会议,来这样的平台上交流的话视野会拓宽,而且对这个产品和产业化的理解会更加深入,有助于产品的创新和设计,谢谢。
姜芳芳:谢谢艾华教授,面向市场的产品不能空中楼阁,要从临床中来到临床中去。很多产品要通过注册、原料,所以作为上游产业链的关键参与者,李总您感觉在这个领域中哪些方向是生物材料可以做的事情,现在您觉得生物材料这个市场的竞争格局是什么样的?是格局一定?格局未定?未来有无限发展?
李强:生物材料这个领域非常广,就丝素蛋白而言,其实生物材料这一块一些好的产品要么是来源于高校科研院所技术的转化,要么是来源于医院的东西发挥出来,我想对丝素蛋白这一块而言,我可能觉得也是从这两个方向要进一步加强。
随着我们跟高校越来越多地合作之后,发现我们企业很多想做的东西,在高校里已经有了一定的技术储备了,而且做得非常优秀。如何让高校的技术储备顺利产业化转化成市场所需要的产品,这是我们要做的事情。高校的科研,高校的技术跟企业的研究、开发、产业化侧重点还是不太一样,高校有可能为了成果、技术,要达到这个目的,更多的是做一种加法,要添加相关的成分,添加相关的材料达到合适的技术要求。企业在转化和产业化过程中,更多是根据我们的经验做相关的减法,因为审批要求可能希望你这个产品的成分越简单越好,越清楚越好,我们在高校和科研院所的基础上,如何为了满足这个要求做减法,如果不能删减我如何把它的计量降低来达到安全性的要求,因为这个东西要用于市场,用在患者身上,可能要考虑到计量方面。
还有这个东西是多学科的,不是一个东西决定的,还要考虑到要不要添加,成本能否控制,我说的成本减少不是为了企业怎么样盈利,而是说今后这个产品研发出来之后,产业化之后面向市场患者能不能接受这个成本,更多的是做一些减法,所以成本这一块也会考虑,这是从高校这边,如何把高校优秀的技术成功地产业化,作为市场需要产品的一个方向。
还有市场端,现在跟我们签约的很多上市公司,跟我们谈很多项目,我们现在签约的将近十个项目,每个项目都是几千万的研究费用,算上生产订单有几个亿的生产订单。根据市场方向的了解,他们可能本身就是做生物材料填充的,他们做的市场很好,但是他们了解到丝素蛋白的优异性和市场潜力,他们希望在他们现在做的产品基础上,能否结合丝素蛋白优异的特性,去做更好的迭代,这样的话市场端的需求也是着重的发力点。
比如说整形填充的产品它本身是个惰性材料,惰性材料长期放在体内或多或少会有一些问题,比如说时间长了有一些微量元素渗出,毕竟是个异物,或多或少有一些安全隐患。能否添加一些类似丝素蛋白的成分,把我自身的组织生长进去,惰性产品结合丝素蛋白产品能不能最终做成一个合适的,可降解的,或者长周期缓慢降解的产品。市场上有这样的需求,对我们来说也是我们产业化过程当中要发力的地方,所以在丝素蛋白领域需要发力的方向我个人觉得是两个方向,第一是如何把高校优秀的技术成功产业化,第二是如何把市场端所需要的东西结合我们的丝素蛋白复合其他的材料做成符合市场需求的更优秀的产品,造福人类,这是我个人觉得丝素蛋白要着重发力的问题。
市场对丝素蛋白的熟悉度还处在上升期,这也说明了为什么有这么多投资机构投到丝素蛋白领域。除了上市公司自有资金之外,还有一些合资公司,他们都是几千万,几千万的融。证明了丝素蛋白市场竞争格局处于快速上升期,另外也是资方对苏豪丝素蛋白技术的认可。
姜芳芳:李总以丝素蛋白为例给了几个建议,主要从两个方面。第一个有点大道至简的意思,作为一个产品,因为科研有这样的属性,创新天马行空,就承载这样的使命,但是产品就不一样了,到临床端要实际,不管是推广还是临床患者的使用都要符合这个需求。市场端从科研到这边也是很重要的议题,产学研一直是这几年,不管是从国家层面还是从融资层面都是大家热烈讨论的话题,各个高校都有这样的产学研中心,从科研端一直到临床端、产业化,现在算是正当时。
在这个过程当中临床结果很多,但是真正走到产品比较少,创业也有这样的“死亡谷”,产品的诞生也有这样的周期和发展过程,会历经很多磨难。在产业化过程中有哪些因素是我们要注意到的点?能够帮助产品或者帮助创业公司从一开始把科研的成果转化成实际的在市场上产业化的产品?需要注意哪些关键要素?
金岩:这是非常好的话题,不仅今天,十年以后也非常重要。我们说生物再生材料一般是三类医疗器械产品,上市周期非常长,短则五六年,长则七八年,八九年,选对方向特别重要。我觉得至少是两方面,第一个是最后能平稳上市,否则就白研发了。你做完这个事不是最重要的,上市以后是要有竞争力和临床需要的,能卖出好价钱的,否则这个公司就完蛋了,前端论证特别重要,论证一点不能偷懒,不能拍脑袋,别人做你就做。
你现在看到别人产品上市了,等你产品上市的时候是七八年以后了,这个过程中很多人家做的东西你不知道,我觉得科学的论证但是不能闭门造车的论证,要走向临床,要看国际发展趋势,要看临床面对的适应症真正的需求是什么,是不是能解决问题,这是特别重要的。产品的竞争力至关重要,你做的产品没有竞争力?从我们国家医疗产品发展情况来看竞争本身很激烈,还有政策的门槛,所以我想充分论证是至关重要的。
在研发初期自己的研发平台要广泛地跟做相关研究的人士交流合作,临床领域的专家也要多咨询,我们前面也走了很多弯路,觉得自己想得很清楚了,但实际上只看到了一点。包括产品的可操作性都是非常重要的,我就说这么多。
艾华:以前跟做投资机构的老总聊过,很多做产业化的会有一个好的项目,一个好的技术,好的项目,好的技术能不能等同于一家公司?有时候不能划等号。一个项目不足以支撑一家公司的运营和营收,如果一个好的项目做得不错,可以考虑通过转让或者别的形式,如果形成核心技术,能够形成一系列的产品,这样就是一家公司了,这一点要非常清楚地区分。比如说高校转化是一个项目,可能不足以支撑一家公司,这是第一点。
第二点,还是要基于自己技术的优势,今天也提到了医美,大家都很感兴趣,现在很热。但是我自己的体会不一定对,toC端更难做,竞争更厉害,市场竞争非常激烈。觉得往医院不好做,向toC做可能更难做,所以还是要根据自己的研发实力,研发特点来专注于自己的赛道。比如说别人做医美成功,有它的原因,也许别人做得早或者多种原因,所以还是要谨慎。
最后是关于创新转化过程中的监管,我们可以给很多科学家、企业做好服务,也希望创新医疗器械辅导的课程和班,大家多了解一下,这一块对你产品早期跟监管沟通,对后面的审批都是非常重要的,包括拿到这个以后,以后进医院的可能性也更大一些。
姜芳芳:金教授、艾教授都是在学界知名的教授,我作为投资人听到你们对于产品和产业的理解都非常深刻,对于产业方也有一些指导,作为产业方的李总您怎么看这个过程?
李强:说起产业化,我这边印象还是蛮痛苦的,因为我们2006年成立的时候就做过好几个产业化,都是从高校技术转移过来的,做产品产业化。高校的技术真正要把它落地形成医疗器械产品的话还是有很长的路要走,这个路对企业来说还是比较曲折和痛苦的。我们刺激也是做了很多产业化项目,不仅是一个高校,做下来发现花的时间不少,花的费用也不低,我们当时做得也不是特别精准,因为当时我们是希望全是自己做产业化,但是我们后来发现2019年被奥泰康收购之后,奥泰康的同事,请他们重新复盘了我们产业化的一些项目,包括临床注册的项目,我们自己做这个东西花了大几百万,将近一千万,三年的时间,但是交给奥泰康的同事,他们觉得预付款这个周期只需要一年到一年半,整体费用只需要50%,所以产业化过程中如果找一些合适、专业的团队去做可能更事半功倍,这是一方面。
随着产业化机会多了以后,在产业化过程中,研发设计开发、生产扩大化各个阶段,多从患者的角度出发,还有牢记安全有效这个使命感,这是产业化当中最关键的点,谢谢。
姜芳芳:谢谢李总,李总都兼顾了,广告也做了,高度也拔了。谢谢各位嘉宾的精彩分享,再生医学领域相对来说还是任重道远的,我们也期待这个领域今后有更好的发展,谢谢。
谢灵:感谢各位嘉宾们的精彩分享与激情探讨。随着精彩的圆桌探讨的结束,第八届未来医疗生态展会·生物再生材料论坛到这里就先告一段落,非常感谢大家抽出宝贵的时间来到现场用心地聆听。更要感谢嘉宾们慷慨分享了他们在生物再生材料领域的思考与探索。
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