医疗交流：软骨损伤、下骨修复、干细胞、CFDA

主题：第二届Regenovo生物3D打印学术高峰论坛（下午场）
时间：2017年5月20日
地点：杭州钱江新城万豪酒店
  丁建东：三位讲者都已经讲完了，我们后面开始讨论，有什么问题吗？
    提问：有一个问题问一下史老师，因为你这个模型用的是一个新鲜的软骨损伤的模型，所以当你的药物放到创面以后用于软骨修复，临床上可能遇到一些问题，他是关节炎或者是软骨损伤，是神经性的。你在进行修复的时候，是否需要进行清空（音译）这方面的处理。如果做这种处理，你刚才谈到的不规则形状或者什么之内，你可以使用这个的优势是否会进一步减少？
    史东泉：其实这个问题非常好，我们今年重项答辩的时候也有大夫提出这样的问题。其实这是两个产品，一个是对局灶性的软骨缺损，我们是用支架去做，还有一个产品是关节内注射，就是我们第二部分的试验。所以对于慢性的老年性的病变，我们会用第二部分的产品进行关节内关节注射，但是对运动员或者年轻人的局灶性的散发的，或者两个或三个或者一个人的局装性的缺损，我们会用这样一个液体支架。
    提问：我有一个问题想问一下戴院士。我是来自大连医科大学附属医院。您一直引领临床医学的创新，我们都非常清楚很多技术。我想问一下戴老师，就咱现在活体生物反应器，咱们所做的这些工作，在临床上用的时候还需要审批吗？还是说这种新技术，咱们就想办法推动它的应用？
    戴尅戎：很好的问题，也是很难回答的问题！实际上我们做到现在，一直没有在人身上用，原因也跟它有关系。因为它本身不是非常成熟，但是这个想法解决了组织工程里面一个很大的疑难问题。组织工程搞了半天是在实验室搞，即使这个实验室完全合格，通过各种各样的检验。在它离开实验室，离开定期换营养液，放到病人身上的时候，真正“断奶”，完全像小孩子断奶。这个细胞等到若干天以后重新建立血管，重新营养进去的时候，可能这个细胞，绝大多数死亡了。所以这个问题一直没有得到解决，所以你组织工程做得再漂亮也没有用。所以在临床上，一直在想这个办法，就是能不能够不“断奶”。所以这个诊断的研究是很重要的，其实有很多不约而同，就看谁发表得开一点，这是我讲的。
    所以在现在这个问题上，我们怎么样用一个最简单的、一般医院都能够达到的，而且几乎是百发百中的方法，来继续未来？这一点要把它解决掉。所以办法非常多，讲起来也没有谁来统一它的叫法，我一直把它叫“活体生物反应器”。在临床上，好在有很多的技术，所以它是并行的，以现在的显微外科技术，它完全可以通过接血管来做。现在我们3D做大了以后，我们上去把肿瘤切了，三个小时过去了，结果整形外科上来了，从今天下午一直开到明天早上，接了8块皮把它盖住，他也接下来了，而且也全部好了。但是否要他到处接血管？如果我们有一个办法能够代替，虽然评奖的希望不大？我们曾经做过，我们的张院士，但是它已经做上不去，因为这个大网膜可以剪断拉开。所以在这个当中，一个方法出来以后，显然它有很多技术方面的问题，这个技术上的问题靠大家一起解决。
    所以像这一类的问题，如果它仅仅是一个技术，我觉得医院的人员够了。因为现在做显微外科，我可以接五个手指头，那我一口气接六个手指头要不要通过？这一类的问题都出来了。所以在这个当中，我们也可以找到有利的一面，而且怎么样有一些纯手术技术操作的，在充分得到病人同意的情况下，自己同意，再加上医院的通过，我估计是行的。但是在这个当中，你用了某某医院或者某某实验室的细胞，这个话就要另当别论了，因为你的细胞批准了没有，你不能随便弄一个过来。但是总体来讲，利用病人自己去培养一个东西，然后给他自己，怎么说比别的途径容易得到比较批准。
    丁建东：好像举手比较多，我们要有一点顺序，这边先来。
    提问：非常感谢戴院士的精彩演讲！我是广州医科大学口腔医院的。上次听了戴院士的演讲，有一点感触。因为这个技术，我在北京大学读博士，我的导师是俞光年教授。他在2004年的时候，就注意到李维刚（音译）上发的这篇文章，因为这是一次口腔的病例。所以后来我去德国留学的时候，我的导师就是这个实验做出来了人，叫艾伦，他刚刚上个月到广州来讲课，实际上他是整个实验的设计者，他在上个世纪1997年的时候，他跟浙江省口腔医院院长王慧敏（音译）教授，一起在猪身上做了一个实验——修复猪的下骨缺损，然后发表了很多在国际的杂志上。后来他们做了很多猪的试验以后，在2004年，就在李维刚上曝光了一例病人做下骨修复，当然他们只做了一例，因为后来这个病人得心脏病死掉了。所以我后来2006年在北京大学做博士的时候，我的导师俞光年教授就让我们一起做。为什么就像跟戴老实说的一样，他也想在人身上做？因为他在我们中国这个领域，他也想做这样一个东西。到现在为止，我还在做医学的研究，大概做了10年，导师他们也是一直支持我在做，我们做了腋下颌骨。但是做到现在，我们有一个感觉，其实我刚刚跟徐教授也谈到了，其实我们一直想把预制技术和3D打印技术结合在一起，但是我们现在只能够把3D打印的TCD支架和DMP混合放在背上，来预制修复缺损，缺损修复非常好，但是我们一直不能够把干细胞放上去。上次我跟我的老师汇报说，可不可以在北医口腔医院找到病人去做这个预制实验，他说我经过10年了，我还没下定决心在病人身上做。他在考虑这样一个问题的时候，这个新技术上也有非常大的风险。所以我们口腔外科的医生有一个看法，虽然它只有11毫米这样高一点点，但是能够支撑整个咬合力甚至种牙。但是背着，尽管我们预制了很大的骨头，但是我觉得生物医学的性能是比较差的。所以我刚才有一个问题，因为我刚好在这个团队呆过，包括现在在澳大利亚继续做。所以我在想3D打印做了以后能够走来走去，但是我很担心这个地方的骨头再生之后，是本来的支架还是再生出来的骨头，所以我想问问您的经验。
    戴尅戎：其实现在有很多的问题，像这样的做了一支，当时急于把报告出去，因为它涉及到学生的毕业，所以这样就相当于放弃了做下去。当然现在还是要做下去。
    不过在做人的问题上，我们现在在做另外一件工作，这件工作从2001年开始做到现在，还是没出来，所以真是有点急了。在座的人不要担心，就是说我们现在把张三的干细胞，经过实验室给了李四，这个伦理问题，你怎么看待？最后说李的营养的那个血清是什么血清？一查是小牛血清。那么，你们有没有听说过疯牛病？那这个事情就完了，所以我们以后又搞了一篇文章专门去分析，如果我用人的血清代替小牛血清，是不是最好？最后说是可以代替小牛血清，这样一步一步往前推，所以最后迫使我们的是最好一切东西取自病人之身，就什么事也没有了，不要说牛了。所以现在，基本上这个问题解决了。
    就是说在人身上，我们要抽他的骨髓，然后要培养扩增达到10的几次方，然后再弄回来，后面有一串的动作出来。所以现在采取的办法是病人进手术室第一步抽骨髓，然后该怎么着怎么着，我在旁边半个小时，把他的血液浓缩到10的四次方到五次方，一次进入我的循环，可以把它弄好。所以这样一来，我们现在这个问题得到了CFDA的通过，可以在有限的地方试用，我们试用了三家医院，就是第九人民医院、第一人民医院、第三人民医院，大多数的病例，每一例都是这样，取一点点出来做检查看效果。所以这样一来，他只要用细胞，都用他自己的，省不省力？你怎么说也没有关系了。
    所以我觉得这样的一步一步，最后能够出来也很高兴。
    提问：非常精彩！戴老师和徐老师讲了血管，我们现在做组织工程，细胞一个个死掉，所以我说徐老师真的把血管长起来了。然后对史老师特别感兴趣，因为我有一个药物合作，它就是要动脑筋做这个。后来甚至建议你也可以做这个，就是用我那个水凝胶。水凝胶，你可以调好不同的密度，可以注射的，把干细胞或者是小分子，我也看过那个文章，但是这个东西有一个问题，就是这个东西是批而未批的小分子，注册又是一个头大的事情，我们以后可以谈。但是这里有两个问题，你打个洞，你注册进去，你要加光引发器，还要加荧光探针进去，还要加胶粘剂，它是什么东西？
    史东泉：就是单纯的光引发器就行了，没有加任何的引发器。因为这一块我合作的是专门搞材料的胡博士设计的。
    提问：美国已经批了吗？你说是在本体中用，是光胶原？
    史东泉：拆开来都是，但是我们现在在往国家申报的时候，其实早上就想问这个问题，就是我这里面又有药又有器械，我跑完了药，几年过去了。但是我这个器械，我放别的也行。就是我到底以支架去申请，还是捆绑？因为我的战略是捆绑，所以这里面真的要用到病人身上，很多事情其实真的挺糟糕。
    提问：非常好，我们以后可以多交流。
    提问：我觉得你方案很好，因为现在一说搞软骨，就是水凝胶，因为软骨本身也是一种水凝胶。但是你用注射的办法，你里面没有细胞？
    史东泉：没有。
    提问：以后就要靠软骨缺损的细胞往里面扩散？
    史东泉：对。
    提问：这个归巢过程，很难进入到水凝胶里面。因为我知道软骨细胞本身迁移性不是很强，这是其一。第二个问题，软骨细胞本身是不是具备增殖的功能？软骨细胞有没有增殖功能？如果没有增殖功能，你只能靠周围的细胞进去，它的细胞数量能不能满足？另外你有没有长期观察？就是说软骨材料的蜕变是很难避免，你有没有观察这个？
    史东泉：我们最长的是三个月，那篇文章上是三个月。
    提问：有没有再长一些，因为我认为软骨蜕变很容易发生。
    史东泉：我倒过来来回答。前面我们的处置是没有制动，就要弄完支架之后让它随机制动。我们有半年的制动修复效果，到半年的时候，修复效果不会像兔子那么好，但是跟原来修复的结果比都是要好非常多。第二个问题是细胞数量的问题，其实这是我们重项答辩的时候很多人关注的问题，尤其是他们觉得很不可理解。我们现在在做滑膜间充质干细胞当中，我们也再看，虽然说修复效果很好，相当于这样的结果，我们到底有没有这么多的细胞数量？我心里有不知道，但是这样的修复结果可以呈现给你。紧接着我们想了一个问题，就是我们用各种各样的东西来标记它，我们看看细胞在修复过程中归巢情况到底怎样，这也是我们感兴趣的问题，因为我说我们有三种细胞来源，第一个是间充质干细胞，是没有问题的，膝关节里面充满了滑膜，包括周围正常软骨里面的祖细胞也会往上面归巢，所以三种细胞供给过来，不管它够不够，至少修复效果有三类在里面。这是我认为很完美的回答。
    丁建东：前面的问题非常棒，大多跟医学应用有关，后面有没有专门问3D打印的问题？
    提问：两个问题。第一个问题问徐所长，我觉得你那个工作很有意思，就是细胞在材料中拉来拉去成球。其实这个工作，在我们做3D打印过程中其实也很早发现，我不打印球，我打印各种各样的单细胞，但它也会在里面拉成球。不知道您有没有发现不同的细胞成球类型不一样，不知道您有没有系统看。细胞猪容易成球，但是连带细胞不容易成球及还有是材料本身有对成球有没有影响？
    徐善慧：以这种成球法来讲，干细胞比较会成球。Foxd3的话，过程的时候就成球，所以你只要把它弄进去就成球了。这是有关于成球的特点，我们研究过它的机制，这部分材料里面，它会往细胞里面输入一点点的钙质。
    第二个问题，关于哪个材料。我们现在发现拉来拉去成球的系统的话，有意思的地方是我们换一个材料，它成球的发育生物学机制不一样。以壳聚糖为例，它是V3A的强控，但如果你把表面涂一定数量的HA，它是V5的调控。如果再加上一些小分子药物的话，它也会调控。所以也就是说不同的材料上的那些球，包括混合混球的发育生物学是NOCH，所以它又不一样，这一点是比较特别的。
    提问：谢谢！然后是戴院士。我有一个问题，利用生物体作为一个生物反应器来做这样的组织，我们早期可能在2008、2009年也做过，我这里问一个问题，就是你们有没有做相关的工作？其实3D打印，我对它内部的通道结构，我是可以清楚地控制，我也可以设计一些结构，使得它符合血管生长的方式、分杈的方式、建立循环的方式。因为我当时稍微做了一下，并没有特别深入地做，你们这一块有没有深入往下做？就是我打印过程中，直接按照血管分杈的结构做好通路，然后看看这样的通路对它的生长过程有没有特别好的价值？
    戴尅戎：这个问题是这样的，我如果完全凭自己的想象，我了组织学理知识和生物学知识不一定很够。就是说要通过3D打印直接打印出一个血管通道、一个网，几乎是不太可能的。因为它的动脉、静脉，以后要完全变成毛细血管，这个网要遍布组织的每一个部分，它到不了的地方，一般人就死了。然后回去到了静脉，静脉再出去。这个时候，有的学生就这样了，就是我插一个动脉进去，这边再插一个静脉进去，单个的呢？单个要靠他自己，所以我认为很多的东西要靠自己。等于说你不是完全打印出一个软骨来，你只是把软骨细胞摆在它应该摆的地方，然后给它条件，让它在几个礼拜里面长出一个软骨。所以这叫自组装或者叫什么东西，就是它自己把自己变成干细胞。在这个过程当中，你怎么确保每一个部分活下去？那么等这一段时间的到来。所以这个过程当中，我们以前也在思考，就是大概8-10个礼拜，再给它一些促血管生成的东西，因为整个网是很难通过打印打出来的，因为它是非常细微的东西。我们给它一个人为的通道，这个通道和血管就这么长过去，这个是可以的。但是这个长进去的血管和周围的组织并没有天然的联系，也就是说你把一个血管从这里面过去了，不代表它周围都能得到血液的灌溉。所以这些东西放下去的时候，它照样又要出来“断奶”效应。所以恐怕还是要让它自己形成，那么这个“自己形成”的难度呢？我觉得你靠摆在箱子里去折腾，真的不如摆在体内，因为它在体内的情况下，其实真的不是你摆一个什么东西，它在那个局部有一个亚缺血的状态的时候，它就可以把身体里面很多东西攥过来，然后慢慢地毛细血管形成，在它没有死亡之前，血液也恢复了。所以在这个过程当中，我觉得可能很大的一部分要靠他自己。不一定对。
    提问：戴老师，我补充一下。你说自己安排血管通了，不可能的！我上次在美国中学做一个试验的时候，就把鸡蛋打碎，然后拿个塑料袋包起来。等有一天拿出来看，真伟大！你看鸡蛋的血管长出来了。我叫学生把血管的长势画出来，每个鸡蛋在长小鸡之前的血管，以前是蜘蛛网一样长，有些是那样长，没有一个固定的长法，最后的小鸡都很像，都是一样的，但是血管长的时候完全是无规的。如果你硬给他设一个通路，几乎不行。
    戴尅戎：提问：就是留一下通道，让它能够长进去，不能堵死掉。通道本身有没有设计的价值。做骨头比较简单，做骨头的时候我们有孔隙，就涉及到孔隙率，还有口径的大小，还有孔跟孔之间的内连接。根据这个，我们摸索它是在上个世纪，那个时候不是为了组织工程，是为了我们做个人工关节。当时我一个研究生有一个数据出来，就是说它的孔距大小、直径，大概就是200-500微米之间。为什么？这里面如果孔太大，第一个它强度不够了，第二个它组织填不满，里面有很多的空腔出来了。这是靠一组一组对比出来的，所以我们现在要做空隙的东西，它是一个球一个球连接来的，一个球一个球的好处是每个多少圆的，至于它里面怎么弄，那就不知道了。大概是这个样子。
    丁建东：好像我们的讨论时间已经到了，按照议程后面有一个总结，我们就请另外一个主持人陈老师来总结！
    陈晓峰：非常感谢今天下午三位发言人！我觉得非常精彩，而且我感觉到这一次学术论坛非常非常难得，我们大家畅所欲言，而且没有这种大批量的发言，我们都是非常有针对性的。
    无论是医学研究、生命科学研究、材料研究，这是非常好的启发。当然我看大家意犹未尽，有很多问题来不及问，我们可以会后同三位发言人（报告人）私下再进行讨论。
    我认为通过本次会议的召开，势必对我们生物学材料的开发、组织工程的进展以及3D打印在医学和科技学的应用都会起到非常好的推动作用，这是毋庸置疑，我感觉非常成功，也感谢主办方徐总和张总，非常感谢有这么一个非常好的平台，能够让我们在一起跨学科进行讨论，我觉得这种形式也值得我们不断延续下去。再次感谢！徐总还有什么话？
    徐总：非常非常感谢，尊敬的戴院士，尊敬的各位专家、各位学者，感谢大家在“5•20”很特殊的日子到杭州来，跟我们度过这么一个有意义充满爱的一天。我希望大家一起，希望我们送从事的行业，无论是生物3D打印还是组织工程、再生医学，希望这个学科和产业蒸蒸日上，我们今天所讨论的东西、所建立起来的联系，大家建立起来的合作关系，能够真正通过产业的发展。最后还是非常感谢大家，也希望明年这个时候，我们再有机会在杭州重聚，谢谢！
    陈晓峰：散会！