生物墨水-PEG是核心材料 !!
已有企业IPO!这个隐秘的生物赛道走到爆发前夜【详细见动脉网文章,标题自己搜索】
当全球生物3D打印市场狂飙突进之时,一个隐秘的赛道被带火了!
这个赛道是生物3D打印材料(又称“生物墨水”)——通过选用合适的生物墨水,3D打印技术可以制造人体组织和器官的代替物,并在人体内发挥作用。
也就是说,基于生物墨水的创新,3D生物打印可以在再生医学、药物测试、医学研究等领域创造出巨大的应用空间。
目前,生物墨水在科研端正引起极大研究兴趣。自2016年以来,相关科研院所对生物墨水的科研工作正在快速增加,期刊发文数和专利出版物持续上升,这将助力行业的大发展。
2003—2023年期间,生物墨水领域每年期刊发文数量和专利出版物数量
图源:《2024年未来健康:新兴生物材料》报告
同时,生物墨水赛道已经涌进众多创新企业,它们的加入正为行业的大规模产业化铺路。以美国为例,在当地,生物3D打印领域共有130多家实体服务商,其中41家是生物墨水研发企业。而在中国,已有博恩生物、华夏司印、捷诺飞、蓝光英诺、迈普医学、上普生物、苏州永沁泉智能设备(按企业简称首字母排序)等创新企业发力生物墨水赛道,且多家企业拿到融资。同时,来自瑞典的生物墨水研发企业BICO(原Cellink)已成功在纳斯达克IPO。
更重要的是,在市场需求端,尽管目前市面上尚无权威的生物墨水市场规模统计报告,但从全球生物3D打印市场保持21.91%(《中国生物3D打印行业报告》数据)的年增长率来看,生物墨水的需求量势必水涨船高。
从科研到产业的供给激增,再到市场端的巨大需求,生物墨水赛道已然走到爆发前夜。
生物墨水,
正在崛起的蓝海赛道
生物墨水的进展与生物3D打印行业的发展密切相关。
你可以想象一下,若要打印出一个人体器官,至少需要3D打印机、活细胞和生物材料三样东西,这个材料就是生物墨水。
从成分上看,生物墨水主要材料是聚合物(包括天然聚合物、合成聚合物等),有时还会在生物3D打印时负载活细胞,以及加入细胞因子或其他生物分子。
需要注意的是,在动脉网的访谈中,当下关于生物墨水的定义业界尚无统一共识,特别是生物材料是否需要负载细胞这一点。一部分观点认为,生物墨水一定要负载细胞,没有细胞就不能再生;另一部分观点则表示,只要是用了生物材料(天然或合成聚合物),就可以认定为是生物墨水。
但不管怎样,作为最后能被打印成人体器官的生物墨水,核心要具备三大要素,分别是可打印性、生物相容性、力学性能。
可打印性主要是指生物墨水的成形性能,即材料黏度可调可控、可打印工艺参数窗口宽等;
生物相容性是看生物墨水模拟细胞外基质的能力,要求生物墨水尽可能地接近所打印细胞在体内的微环境,促进细胞的增殖和分化并最终实现彼此间通信;同时,好的生物相容性也反映了该生物墨水的低免疫原性;
力学性能则要求生物墨水有足够的强度来支持后续的培养及体内植入过程。
只有满足上述条件,生物墨水才能真正用于科研或临床端。
接下来看组成生物墨水的重要材料——合成聚合物、天然聚合物。合成聚合物包括聚乙二醇(PEG)及其衍生物聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)和聚己内酯(PCL)等。其中,聚乙二醇是合成聚合物中最主要的物质之一,其具有良好的生物相容性,并且能在可编程生物材料中以多种不同方式使用,例如用作可编程水凝胶的基础。