组织器官损伤的修复和功能重建是目前临床亟待解决的难点与重点,现有的技术方法主要包括自体移植、异种移植以及高分子支架修复材料等,可以使患者不同程度地重建、恢复或补偿已失去的功能。高分子支架修复材料和移植手术虽然使众多患者受益,但也存在明显的缺点:前者需要考虑植入组织部位的结构形态、材料所需要匹配的力学性能、生物相容性、是否可降解等;后者供体有限,且存在免疫排斥等问题。
随着生物医学技术的进步,脱细胞支架可以给细胞提供相似的天然生化环境、易获得性以及低免疫原性,有望解决组织器官供体和体外模型短缺的问题。然而,目前该技术仍存在较强的免疫排斥反应、化学试剂残留、工艺流程复杂、长期使用效果不佳等技术瓶颈。
昊本生物科技有限公司(以下简称为昊本生物)使用超高静水压技术制备脱细胞基质材料。通过施加超高静水压,破坏组织和器官中的细胞膜(通过模拟深海净水压力环境,人为增加组织或器官内细胞的细胞膜内外的压力差来破坏细胞膜),同时可以灭活细菌和病毒,再使用洗脱液去除细胞内遗传物质等残渣,最后得到安全可靠的脱细胞基质支架。在脱细胞医用材料领域,血管、角膜、羊膜、小肠等异种组织和器官均可制备脱细胞化移植材料,解决现有医用材料供体不足、免疫排斥反应、生物相容性差以及长期使用效果不佳的痛点。
昊本生物是由海归与日本专家共同创办的一家生物医用材料公司。该公司与东京医科齿科大学、大阪工业大学、京都大学、信州大学、首都医科大学和创生生命科学株式会社合作,致力于为全球患者的生体组织及器官修复提供先进的再生治疗方案。
近日,和义广业创新平台有幸采访昊本生物创始人兼总经理张永巍。
#01
归去来兮:中国更适合寻找科研价值
2019年,在日本研究脱细胞组织13年之后,张永巍决定把技术成果带回国。当时的他已获得东京医科齿科大学博士学位,并留校任教。
“中国是更适合寻找科研价值的地方” 张永巍在采访中说道。
随着慢性病发病率升高以及人口老龄化加剧,人们对医用材料,特别是高端医用材料的需求越来越旺盛。然而,目前中国临床使用的大部分医用材料依赖于进口,无法很好满足中国的市场需求(包括数量、价格等)。
实现医用材料国产化任重而道远。中国大部分依赖进口的医用材料为加工过程较为复杂的高分子产品,然而,中国该技术发展正处于爬坡过槛的攻坚阶段,距离应用到临床还有一定距离。“和高分子材料相比,脱细胞组织技术的加工手法相对容易,有希望能在短时间内满足临床需求。” 此外,张永巍在采访中也谈到了中国脱细胞市场的容量。根据Market Research Future发布的一份报告指出,2019年全球脱细胞化组织市场(不包含器官的脱细胞化市场)规模为13.20亿美元,预计到2027年将达到29.30亿美元,在预测期内以10.6%的复合年增长率增长。其中,中国人口基数大患者相对较多,市场需求更为庞大。
归去来兮,正当其时。
除了可观的脱细胞市场增量外,如今中国的创业环境相对更加灵活。“中国的科研转化环境相对更好,与日本相比,创业政策服务体系相对更完备,投资力度更大”,张永巍在采访中谈到,“另外,在产品审批方面,国内的审批效率要远远高于日本,能够高效推进产品开发落地。在这样的环境下,日本科研转化模式多为高校接受企业委托进行研究,科学家全职创业的人非常少。”
从日本高校任教到回国全职创业,在身份角色转变之余,张永巍认为转变思维方式也同样重要。从科研人到创业者的思维转换,就是从理论思维、科研思维等转变为用户思维、市场思维、产品思维的过程。通常,科研人是从理论和技术出发去寻找市场需求,而创业者是从市场机会、需求痛点的深度认知出发寻找更优的解决方案。两者虽无对错之分,但几乎是相向而行的。
但现实是,研发人员想做的东西往往和实际患者所需要的东西是不同的。“这就导致我们的初期产品被投资人评估为市场空间较窄,被临床医生认定需求量有限,项目产品化难度大”,张永巍在采访中也谈到了团队曾历过的波折:“高高在上的科研成果,并不能很好的应用于患者,做科研的最大的目的还是希望能够造福患者,回报社会。”
为了让产品更贴切市场需求,团队在后续的产品研发中转变思维模式:思考问题应从患者角度出发,根据市场需求不断调节产品研发方向。
#02
别出机杼:用超高静水压脱细胞技术(物理法)
制作脱细胞组织
细胞是引发免疫排斥反应的主要诱因,脱细胞组织最大的优点是去除了组织内动物的细胞,留下细胞外基质,在人体内使用时也不会引发免疫排斥反应。
目前,使用界面活性剂(化学方式)是制作脱细胞组织最为常见的处理方法,也比较容易操作。但美中不足的是,界面活性剂会渗透到组织内部,增加引起免疫排斥反应、细胞毒性和功能性降低的风险,后续必须要进行长时间的清洗工作,才能把界面活性剂清洗干净。与此同时,在清洗的过程中,工业废液的产生还会增加处理成本。张永巍:“因此,我们选择了物理方法作为研发的突破点。在避免界面活性剂带来风险性的同时,还可以减少处理工业废液的成本。”
昊本生物采用自主研发的超高静水压脱细胞技术,通过向细胞施加静水压力来破坏细胞膜,并且在加压的过程中使组织内的细菌和病毒失去活性。和同样是脱细胞技术的物理方式(电击、超声波)相比,超高压法最大的优势是能较好的保持组织的微观结构,保证产品的功能性,实现在去除细胞内DNA残留的同时,更多的保留细胞外基质的有效成分。
在被问到如何树立技术壁垒时,张永巍坦言:“我们的技术壁垒是综合的,脱细胞组织技术从脱细胞处理,到清洗再到保存是一个整体的过程,每一个环节缺一不可。”首先,昊本生物自主设计定制的加压体系并不是单纯的一台机器,在超高静水压处理和清洗的过程中,团队会根据不同组织和器官设计不同的处理方案,包括设置不同处理参数、不同清洗方法等。
其次,脱细胞组织的保存处理也同样会设计针对性的处理方案。“我们进行了为期半年的干燥保存角膜实验,现已证实它可以储存180天了”,张永巍介绍道:“我们的产品预计保存时间2年,而且它无需冷藏常温保存即可,便于储存和运输”。
与此同时,昊本生物进行了大量的实验验证。国际标准要求脱细胞组织干燥重量不能超过50ng/mg,而昊本生物的技术可以将该重量指标控制在10ng/mg,且通过切片观察没有细胞核,组织构造同原生组织相似;此外,团队也进行了大量的动物实验,在超过1000例的动物实验中,均没有出现免疫排斥反应的案例。
除了上述优势外,超高静水压脱细胞技术的竞争力还包括高效的生产流程。通常用试剂进行脱细胞处理时,试剂渗透到细胞膜是较为缓慢的过程,特别是想要渗透到比较致密的或者是较深的地方需要更长的时间。而超高静水压法是主动的、强制性的在较短的时间内把静水压力传递到细胞膜上,因此可以实现在短时间内完成对细胞的破坏。该技术将原本所需24-72小时加工时间,缩短为仅15-60分钟左右,进一步缩减成本。
#03
抓住需求:从血管、角膜及消费医疗出发
“血管、角膜以及消费医疗,是我们前期所关注的产品研发方向。” 张永巍介绍道。
昊本生物在前期进行了充分的产品调研后发现,小口径血管是有市场前景的。首先,小口径血管应用场景广泛,其可以应用在AVG人工造瘘、冠状动脉搭桥等方面。张永巍:“为了充分了解手术中的问题和需求,我们已和多家医院的心脏外科,血管外科肾内科的专家进行了座谈,医学家对我们的产品方向也表示了肯定。”
其次,随着国内器官及组织疾病患者显著增加,特别是循环系统疾病以及肾脏系统疾病导致的透析患者明显增多,循环系统疾病的治疗需求也越来越多。目前在美国,用组织一体化的材料进行修复和治疗循环系统疾病是行业趋势。昊本生物认为除了美国之外,其他国家也同样有这样的需求,况且,中国市场的成长空间更大。基于此,昊本生物选择小口径血管作为前期的产品线布局之一。
中国的角膜市场同样可观,角膜疾病在日本属于罕见病,每年新增患者人数不到200人,而国内每年新增患者人数约10~15万人;此外,中国目前90%以上的角膜移植手术所用的供体角膜来自于他人捐献,然而捐献角膜的人数非常少,每年仅有5000~6000左右的人有机会接受角膜捐献,大部分人尚处在黑暗状态下,容易错失最佳治疗时机。
最后是消费医疗。随着生活水平的提高,人们的需求不仅限于追求生命的长度,更关注在追求生命的质量。在这样的背景下,人们对安全性高、效果好的医美材料也有了更高的需求。以玻尿酸注射行业为例,每年就有300多亿的市场规模;隆胸市场需求强劲,中国目前成为仅次于美国,巴西的世界第三大隆胸市场。张永巍:“我们就医美方向曾和资深专家进行过深入交谈,最终确定了脱细胞真皮和脂肪的填充方向。”
在谈到公司产品规划时,张永巍说道:“我们的产品大都属于三类医疗器械,开发产品需要较长的时间和大量的资金,为了不完全依赖融资输血,我们的业务分为了‘自研产品’、‘加工服务’两大类。”自研产品聚焦由脱细胞的核心技术产生的角膜、小口径血管和消费医疗产品;加工服务则通过为其他生物公司提供半成品材料获取利润,包括为生物瓣企业提供瓣叶材料,为医美企业提供填充原材料,为生物3D打印公司提供生物墨水原材料等。
#04
在科研转化的道路上砥砺前行
人才是第一资源,也是发展的第一动力。高层次人才队伍建设,是昊本生物团队所面临的困境之一。如何在团队发展的不同阶段,找到适合公司的人才是比较困难的事情,例如寻找对国内法律法规比较熟悉的人才、对生产体系比较熟悉的人才,或者是有比较好的销售能力的人才等。同时,张永巍在采访中也表达了对人才的渴望:“我们通过打造公司文化、行业支援、外包,以及股权等方式希望能够有更多的人才加入到我们的队伍,一起实现‘乘生物材料之帆,达健康长寿之岸’的企业愿景”。
最后,张永巍对和义广业平台举办的和·医械企业加速营活动表示了认可。
和·医械企业加速营围绕中小企业产业技术和企业经营方面的核心需求,在战略、技术、产品、政策等方向给予一站式培育和赋能。“加速营活动对于初创企业来说是非常有意义的”,张永巍在采访中谈到:“加速营的学习让我们对科研转化知识(包括申报环节的监管、合规的专业知识等项目)有了系统的了解。此外,张永巍还表示希望通过新的一期加速营活动中获得更多投融资机会和人才资源。
关于
“医械创业说”
聚焦医疗器械初创企业,邀请代表探讨初创企业发展道路上的难点与痛点,以及初创企业如何在医疗器械行业市场突出重围,展现初创企业的探索与成果。
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