主持人:下面有請(qǐng)危巖,清華大學(xué)、清華前沿高分子研究中心,演講的主題是:用于組織工程與3D打印的天然生物材料的研究進(jìn)展。
危巖:很感謝徐總,我爭(zhēng)取講快一點(diǎn),我是在清華大學(xué),然后是北大的本科讀碩士,然后在美國(guó)出去30年。2009年響應(yīng)國(guó)家中華崛起的號(hào)召回到了祖國(guó),為國(guó)家服務(wù)。
今天講一下3D生物打印,我可以省很多的時(shí)間,因?yàn)閯倓偞蠹抑v了很多,另外我提出了一個(gè)概念,多維打印,不光是3D,超過(guò)3D,加上時(shí)間又是四緯,等一下我舉一些材料的例子。目標(biāo)就是多功能、智能化材料,和系統(tǒng)化產(chǎn)品,我覺(jué)得社會(huì)非常的重要,但是材料是核心。
2013年我們?cè)谇迦A講了一個(gè)3D打印的事情,3D打印是很成熟了,非常老的一個(gè)技術(shù),一九四幾年就有了。我是美國(guó)底特律一家汽車(chē)公司的顧問(wèn),當(dāng)年該是我們的光固化的方法做汽車(chē)模型的。但是為什么現(xiàn)在這樣熱呢?就是計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,尤其是奧巴馬是一個(gè)宣傳家,一講了之后就熱門(mén)了,大家就做。然后奧巴馬又宣傳其他的東西,腦科學(xué),他宣傳之后,給一億美金我們科學(xué)院馬上跟上去;然后2015年奧巴馬要搞精準(zhǔn)醫(yī)療,我也拿了一大筆錢(qián)做精準(zhǔn)治療,到時(shí)候我們的精準(zhǔn)治療都可以3D打印。
我們的科技部跟得特別的緊,1月份的美國(guó)弄了,科技部3月份就弄了。所以我在學(xué)校前天上課的時(shí)候問(wèn)學(xué)生,我們國(guó)家的科技制度是誰(shuí)制定的?大家異口同聲的說(shuō)是奧巴馬。
最早的是我們的高分子光固化的方法,這個(gè)是簡(jiǎn)單的不得了,陶瓷也能夠打,當(dāng)時(shí)我們都是不把一個(gè)HP打印機(jī)拆了,2001年的時(shí)候,把墨盒灌上各種生長(zhǎng)因子,然后我們的盧院士說(shuō)要打飛機(jī)等等。
講幾個(gè)故事, 一個(gè)是清華的張抗抗,當(dāng)時(shí)做博士的時(shí)候,汽車(chē)系,他說(shuō)自己打,在老板的實(shí)驗(yàn)室挑了一些然后在淘寶網(wǎng)上賣(mài),打各種各樣的東西。 美國(guó)賣(mài)的最便宜的是1200美金,他說(shuō)我賣(mài)的是2800人民幣。他現(xiàn)在做的非常的不錯(cuò),打蛋糕、燈罩、煎餅果子,非常的好
(圖示)這個(gè)也是我的一個(gè)合作學(xué)生,在華南理工學(xué)院,他給一個(gè)公司用于3D打印筆,去年過(guò)圣誕節(jié),我買(mǎi)了一百個(gè)送給小朋友做禮物,五歲到十二歲的小朋友用了很高興。然后完了以后,我們打印它就知道從點(diǎn)打印到線打印,打一個(gè)蘋(píng)果小七個(gè)鐘頭,速度非常的慢。他說(shuō)用我們高分子同時(shí)打,這個(gè)埃菲爾鐵塔的話60分鐘就打出來(lái)了。然后這個(gè)學(xué)生用秸稈打了一個(gè)椅子,打了一個(gè)整整一個(gè)星期,很慢是吧?但是他把校長(zhǎng)的頭像打到椅子說(shuō),校長(zhǎng)高興得不得了。其他的不多講了,優(yōu)點(diǎn)什么的大家都看到了,我們打印衣服、汽車(chē),王院士新科院士打飛機(jī),打的非常的好,這些吸引眼球的東西天天都有。
3D生物打印我一直在推薦這個(gè)網(wǎng)站,幾百頁(yè),各種夢(mèng)想都有。剛剛比如說(shuō)徐總提出打血管,原理很好,但是不能用上去。 那么打心臟什么的,現(xiàn)在很多還是很遙遠(yuǎn)的目標(biāo),還有很多路要走。
我們那邊開(kāi)始打印,我們說(shuō)先打骨頭的東西都是非常簡(jiǎn)單的,都是在臨床上用的,骨瘤修復(fù)的,然后它搜集了一大批的CT,三打印的圖像,我們把醫(yī)院的CT搜集起來(lái),馬上建模,可以打出不同的東西來(lái),可以在臨床上做很多的東西。
(圖示)這個(gè)是一個(gè)小朋友的頭蓋骨的修復(fù),利用(英文)75%的頭蓋骨適用于PEEK高分子工程受藥修復(fù)的,第一次植入病人的。
2015年4月23日我們?cè)谏钲诰蹠?huì),籌辦成立國(guó)家三維,多維打印聯(lián)盟。在3D打印研究院、3D打印研究院、3D打印鎮(zhèn),在義烏建了一個(gè)3D打印城。天天從村里到鎮(zhèn)里到鄉(xiāng)里,到省里,到國(guó)家都是3D打印。這些是時(shí)間玩意呢?是吸引眼球還是跟風(fēng),對(duì)我們的國(guó)家提出的問(wèn)題,讓我們回答幾個(gè)問(wèn)題,我們專(zhuān)門(mén)開(kāi)了大會(huì),我們要幾十個(gè)頂級(jí)的使科學(xué)家、工程師,當(dāng)時(shí)提出問(wèn)題的時(shí)候我們國(guó)家有沒(méi)有制高點(diǎn),是不是又在跟風(fēng)?第二這個(gè)東西有沒(méi)有市場(chǎng)?有了這個(gè)市場(chǎng),大家都要搶?zhuān)蚰愕念^像,打你的貓都可以,但是你的賣(mài)的比人家貴得無(wú)形多,比如是打鞋,你可以打一雙鞋,人家熟練的工人在東莞的話做實(shí)銷(xiāo),你賺不到錢(qián),這時(shí)候還要賺錢(qián)呢?有沒(méi)有利潤(rùn),不然全部是吃國(guó)家的,騙了國(guó)家的錢(qián),發(fā)改委的錢(qián)用完了你的公司就垮了。
我們開(kāi)過(guò)幾次會(huì)了,第一次在浙江海寧開(kāi)的,當(dāng)時(shí)我拿到龍泉寶劍跟我們的同事說(shuō),我們要在當(dāng)下做事。然后在深圳開(kāi)了三四百人,去年我們?cè)诎不蘸戏室?guī)模也很大,我們進(jìn)行了非常深入的討論,從硬件到軟件到材料。
我的主要目的是什么做?3D生物打印機(jī)非常的好,現(xiàn)在賺錢(qián)的是硬件和軟件的開(kāi)發(fā),模具等等,F(xiàn)在是賣(mài)機(jī)器的時(shí)候,當(dāng)然我們要買(mǎi)(英文)的時(shí)候,四千美金,現(xiàn)在便宜得不得了,你買(mǎi)的話白送你都可以,賺你什么錢(qián)呢?轉(zhuǎn)你的墨盒的錢(qián),你每一次傷筋動(dòng)骨的話,買(mǎi)一個(gè)墨盒就不得了。
然后我們要做創(chuàng)新,要做可持續(xù)性的產(chǎn)品還是材料,我覺(jué)得創(chuàng)新性材料,方便快速打印出有多功能智能的個(gè)性化的產(chǎn)品。我們建議獻(xiàn)策的時(shí)候跟總理辦公室也講了,另外我們要講賺錢(qián),你們的東西多貴啊。這些東西非常的漂亮,為了強(qiáng)大的國(guó)防,解放軍有的是錢(qián),我們?yōu)榻夥跑娔軌虼,肯定能夠賺錢(qián)。二月份在美國(guó)陸軍,他們已經(jīng)把3D打印機(jī)裝到大的坦克里面去了,現(xiàn)場(chǎng)缺零件,就金屬打印的。這個(gè)是解放軍,為了強(qiáng)大的國(guó)防,賺錢(qián)解放軍的錢(qián)。第二個(gè)為了人民的健康,賺病人的錢(qián),現(xiàn)在人們的生活水平都提高了。第三個(gè)是為了下一代的教育,賺孩子的錢(qián)。第四個(gè)是為了更美麗的人生,賺女生的錢(qián)。 這個(gè)是科技、商、結(jié)合,官、產(chǎn)、學(xué)、研、商都有。
2D打印是我們的平面打印機(jī),噴頭或者說(shuō)平臺(tái)往上。有三維就有四維,既然那個(gè)能夠叫四維的話,太多了,我再加上溫度就五維,然后加一個(gè)光就變形了。然后太多了,加上光電時(shí),每一個(gè)東西都是可控的,得到智能材料。
這個(gè)是最早的老師把這個(gè)作為例子,你打出一個(gè)東西來(lái)了,這個(gè)部分的材料是隨著時(shí)間伸縮的,這個(gè)是隨著時(shí)間膨脹的。
(圖示)這是加熱冷卻的,已經(jīng)成型的材料,你可以做人工肌肉,這個(gè)是光響應(yīng)的,材料引用出來(lái)之后,一關(guān)燈就麾之即去,你可以想想在3D方面有多少的用途。我們看過(guò)一個(gè)電影《終結(jié)者》,你把它扭打成麻花了,它可以自己恢復(fù)原狀。
這個(gè)是熱縮冷脹了材料,我們就可以設(shè)計(jì)盲人顯示器等等。然后你用熱光源,這個(gè)材料特別的有意思,做三維的東西,可以打一個(gè)雞出來(lái),打一個(gè)鳳凰出來(lái)。一個(gè)材料預(yù)定成型,我一照光之后,這兩個(gè)地方是縱向生長(zhǎng),這個(gè)地方是橫向的,如果我不高興我可以重新的做,就跟編程序的材料一樣。
我們可以打一個(gè)椅子,我希望一照光之后椅子腿就往下走。我們一直想要做爬行、智能材料,三維的,這樣做出來(lái)小爬蟲(chóng)。
各種復(fù)雜形狀都可以變成一個(gè)雪花狀,你要它哪個(gè)腳往下或者說(shuō)往上都可以隨便的設(shè)計(jì),弄成麻花一樣的,恢復(fù)到以前的形狀。而且可以焊接,兩個(gè)塑料片放在一起,這樣的話可以做出更復(fù)雜的形狀來(lái)。一照光之后,平面的物體和三維的物體,選擇性照光,小蟲(chóng)子還可以往前爬,這個(gè)是液氮的溫度下。
最后我們做水凝膠,我們現(xiàn)在的水凝膠是尿布濕,我們的水凝膠是一種的條件下是像果凍一樣的,但是我們的水凝膠,在一定的條件下是膠,然后你放了一些刺激源,各種硬的、軟的,透明的不透明的都可以做。而且這個(gè)膠我們現(xiàn)在做了很多層,一個(gè)是天然的產(chǎn)物,蝦皮產(chǎn)物加了一些東西在里面。我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)分子是PEG,也是SCFDA,美國(guó)FDA批準(zhǔn)的,頭上調(diào)的全基和氨基會(huì)形成稀疏堿,你要把它打開(kāi),就變成水一樣的,它一焦點(diǎn)就變成了膠了,所以我們有多重響應(yīng)性都達(dá)到了。
這個(gè)是我最喜歡講的故事,這個(gè)是我們307醫(yī)院做的,解放軍醫(yī)院。當(dāng)時(shí)我們挑了一個(gè)難治愈的傷口,那個(gè)老先生85歲,嚴(yán)重的糖尿病,髖骨摔壞了,然后307醫(yī)院骨科做好了,但是躺在床上八個(gè)月,形成一個(gè)非?膳碌娜殳。然后我們達(dá)成協(xié)議,通過(guò)倫理委員會(huì)批準(zhǔn),就開(kāi)始做工作。一開(kāi)始這是一個(gè)褥瘡的都是尾骨,它是6厘米的大創(chuàng)口,兩厘米的深度做出來(lái),然后用我們的水凝膠洗干凈敷上去封起來(lái),效果是非常的明顯。開(kāi)始是6厘米的傷口,7天、14天、21天、100天的時(shí)候,這個(gè)是傷口已經(jīng)是不到1厘米了,在107天完全的愈合,這個(gè)時(shí)候傷口已經(jīng)非常小了。所以我們非常高興的結(jié)果,后來(lái)我們又在西京醫(yī)院、301做燒傷、凍瘡,做了十幾例。
我們可以把細(xì)胞放進(jìn)去,發(fā)現(xiàn)細(xì)胞長(zhǎng)得很好,而且通過(guò)打印頭之后,成活率是60%以上。打印頭之后,綠色是活的,紅色是死的。然后我們的教授做的非常了不起的工作,帶著我們的學(xué)生,做三維干細(xì)胞培養(yǎng),這個(gè)是干細(xì)胞團(tuán)在那里成長(zhǎng)得非常的好,從兩百多個(gè)長(zhǎng)成上千個(gè),數(shù)據(jù)都有,等一下徐老師會(huì)跟大家講。
然后我們還做了什么?就是在人體做了很多的過(guò)敏實(shí)驗(yàn),老鼠實(shí)驗(yàn)。用電視機(jī)可以影響細(xì)胞和細(xì)胞的生長(zhǎng)和干細(xì)胞的分化,這個(gè)就是我們的小董跟韓若(音譯)在北京創(chuàng)新園做的,專(zhuān)門(mén)設(shè)了一個(gè)小裝置,非常的有意思。
這里講的很多東西,3D打印是班門(mén)弄斧,還有一些原則就是還有我們要做什么東西最好玩的東西。最后沒(méi)有講的就是精準(zhǔn)的治療,精準(zhǔn)治療納米顆粒,同時(shí)是診斷和治療效率一致的,現(xiàn)在正在把它用3D打印出來(lái)展示。
第二我們做化妝品,第三做微創(chuàng)的手術(shù),這個(gè)我們跟廣州的幾個(gè)醫(yī)院,它開(kāi)了微創(chuàng)手術(shù)。
最后總結(jié)的時(shí)候我們一定要在發(fā)展硬件的同時(shí),一定要想到將來(lái)我們可持續(xù)繁榮發(fā)展的時(shí)候,多功能智能化的材料和個(gè)性化的成品,多功能的產(chǎn)品,智能化的產(chǎn)品,個(gè)性化的產(chǎn)品,那是以材料為主,材料是基本,將來(lái)增值的利潤(rùn)也在那邊。
感謝我們的學(xué)生,這個(gè)是我們的團(tuán)隊(duì),最后希望大家有機(jī)會(huì)到清華大學(xué)訪問(wèn)和指導(dǎo),我們一定歡迎!
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