重磅消息！中国科学院团队研制出胶原蛋白精度生物3D打印平台

瞻观前沿

在器官制造领域，胶原蛋白一直被认为是一种理想的支架材料，可以为细胞提供附着和生长的框架，从而促进组织器官的重建与修复。然而，由于胶原蛋白具有明显的软物质属性，使得对其进行高精细度结构的加工非常困难，这大大制约了胶原材料在器官制造领域中的应用。

据中国科学院沈阳自动化研究所报道，为了解决这一问题，中国科学院沈阳自动化研究所与中国人民解放军空军军医大学第一附属医院合作开展研究，研制了一套高精度生物3D打印平台，可以用于精准构建集成结构和化学引导线索的胶原蛋白神经支架。相关成果以Quantitative biofabrication platform for collagen-based peripheral nerve grafts with structural and chemical guidance为题发表于Advanced Healthcare Materials(中国科学院一区TOP期刊)，并作为封面文章(Front cover)进行特别报道。

科研团队面向天然神经组织中高密度微通道引导结构的仿生制造需求，提出了胶原水凝胶的黏弹性模型辨识与界面组装分析方法;面向引导神经轴突长距离再生的生长因子梯度分布需求，开发了胶原水凝胶的双组分高精度调配控制模型，从而建立了包含结构与化学要素的胶原组织工程支架定量化制造平台。

团队通过该定量化制造平台构建了含双重引导的胶原神经组织，其植入神经截断的大鼠12周后，坐骨神经功能指数(SFI)和复合肌肉动作电位(CMAP)等多项指标表明，大鼠下肢运动及感觉功能均获得显著恢复。

该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划等项目的支持。这一研究成果为胶原蛋白在器官制造领域的应用提供了重要的技术支持，为神经修复和再生医学领域的发展带来了新的希望和可能性。这也为未来开发更多种类的支架材料和生物打印技术提供了有益的启示。

(图片来源：摄图网)

技术价值观察

3D打印产业链的上游为原材料及基础配件，原材料分为金属专用材料及非金属专用材料两大类，是基础配件及3D打印耗材的原材料。中游为3D打印耗材(金属粉末、光敏树脂、工程塑料、陶瓷材料、生物材料等)及3D打印设备的研发制造;下游为3D打印服务及应用，3D打印主要应用场景于航空航天、模具铸造、生物医疗、汽车、军工等领域。

中国科学院团队研制一套高精度生物3D打印平台，可以用于精准构建集成结构和化学引导线索的胶原蛋白神经支架。该技术处于3D打印产业链中游环节。

宏观市场洞察

全球3D打印TOP25企业

2021年10月，全球领先的数据提供商Xignite发布了全球3D打印Top25企业排名情况，泰国的Cal-Comp Electronics公司、日本的Mitsubishi Paper Mills公司与美国的3D Systems位居前三名;其中，进入排行榜的中国大陆及港澳台地区企业有5个，分别为西安铂力特、永盛新材料、实威国际、武汉金运激光与力新国际。

2020年我国3D打印市场规模超200亿元 全球排名第三

2017-2020年，我国3D打印产业规模逐年增加，增加速度要略快于全球整体增速，以致于我国3D产业占全球的比重在不断增加。根据2020年3月赛迪顾问发布的《2019年全球及中国3D打印行业数据》，2019年，中国3D打印产业规模为157.5亿元，同比增加31.1%。经初步统计，2020年中国3D打印规模突破200亿元，约为208亿元。

美国3D打印的产业规模占全球比重40.4%，德国仅次于美国，中国位居第三。作为3D打印起步较晚的中国，近几年，抓紧自主创新和研发，虽然和国外的技术还有一定差距，但也一步步朝着精细化和专业发展。当然，国内巨大的市场潜能，也吸引了不少国外3D打印行业巨头的目光和投资，进一步推动了中国3D打印产业的发展。

中国3D打印技术赛道热力图

根据产业热力图显示，与3D打印关键技术强关联的城市集群主要集中在华南和华中地区，并且以广东、湖南省为重点发展区域，未来布局3D打印技术及其他效果技术的发展路径，极大可能性在于华南、华中地区优先导入，其中可重点关注广东省广州市天河区、广东省深圳市龙华区、湖南省长沙市开福区所处3D打印的相关企业，以及该地方对于3D打印的产业发展投资环境、供给市场的潜力空间。

经济学人APP资讯组

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