脱细胞基质材料因其良好的生物相容性、可降解性和组织诱导再生能力,近年来在组织修复、再生医学领域备受关注。作为构建工程化组织以及修复组织缺损的新型生物活性材料,脱细胞材料具有广阔的应用前景。
我国自行研发的国内第一个获正式批准的脱细胞神经修复材料——“神桥”,就是天然神经脱细胞处理后获得的。作为第二代 “神桥”研发的主要参与单位广州新诚生物科技有限公司(简称:新诚生物),在脱细胞材料开发领域获得多项专利及科研奖项,并与合作团队联合报道了一种去细胞神经基质水凝胶材料(Decellularized nerve matrix-gel,DNM-G)具备适合周围神经组织再生的功能特异性。
孵动力就脱细胞生物基质材料制备、产品开发及应用等问题,专访了新诚生物的脱细胞技术平台负责人,经编辑整理输出内容如下,以飨各位。
Q1:据了解,脱细胞技术平台是新诚生物的三大核心平台之一,请问该平台的优势有哪些?
A1:是的,生物源性脱细胞技术平台、高强度可吸收聚酯加工技术平台、聚丙烯酸酯类高分子材料技术平台是我们公司三大核心技术平台。其中,脱细胞技术平台的优势主要在于:①是技术成熟,我们早期与中山大学共建了广东省软组织生物制造工程实验室、广东省功能生物材料工程技术研究中心,该研究中心的主任、中山大学化学学院及材料科学与工程学院双聘教授全大萍,是我们首席技术顾问。我们团队在脱细胞材料研究开发领域有着十多年的技术积累;
②工艺稳定,我们以组织特异性脱细胞材料加工工艺为基础,在脱细胞材料加工、多孔材料定向冷冻、多种水凝胶材料制备技术等领域积累了丰富的经验;
③产品研发经验丰富:我们的研发合作团队参与了国内第一个同种异体周围神经修复材料——“神桥”的研发,并取得了CFDA产品注册证,在这期间积累了大量的脱细胞技术经验。目前,我们将此项技术迭代升级,进行二代“神桥”研发,而且该项技术不止用于神经,还用于猪小肠粘膜下层,猪角膜等原材料的处理,比如我们在研的脱细胞技术相关的创新产品就有十几项;
与此同时,我们与中山大学,中山大学中山眼科中心共同开发的国家重点研发计划——复合型人工角膜项目,其产品研发就运用了脱细胞复合技术。
④我们有专业团队:我们与高校、科研院所、医院合作,如与中山大学附属第一医院刘小林教授、朱庆棠教授,以及中山大学中山眼科中心王智崇教授等,形成跨学科的技术顾问团队。同时,也组建了包括化学、物理、设计、材料等多学科交叉的技术人员的项目小组,专门负责产品开发。
Q2:请问,脱细胞材料有哪些形态呢?新诚生物可以提供哪几种类型的服务呢?
A2:脱细胞材料的形态与原材料的种类有很大的关系,目前我们公司脱细胞材料的研究包括皮肤、小肠粘膜下层、血管、外周神经、心脏、脑组织、脊髓、肺、肝、软骨、脂肪组织、骨、肌腱、肾脏、肌肉组织、角膜等多种的组织和器官。
对新诚生物来说,我们主要对科研院所、临床医院、高校等组织机构提供两类服务,一类是基础服务,如供应各类组织器官的脱细胞基质材料,包括但不限于:角膜、软骨、血管、神经、肌腱、心脏、肝脏、肾脏、小肠粘膜下层,可以是粉体、颗粒、膜状、多孔支架、组织器官本体形态等多种形态。
第二类是高级服务,如组织器官的脱细胞基质材料成型加工,包括:①脱细胞基质凝胶材料制备,作为可注射水凝胶、细胞3D培养系统等;
②脱细胞基质/凝胶多孔支架、海绵制备,可作为组织修复支架等,这两种材料主要用于组织再生修复或细胞微环境研究等领域;
③脱细胞基质材料高压静电纺丝成型,制备成具有各类微纳纤维结构的静电纺丝材料,用于研究微纳纤维尺寸、 定向/无规的纤维排列等材料微观结构对细胞行为、组织修复的影响;
④脱细胞基质材料生物3D打印成型,进行微结构与生物活性成分双重高度仿生制造,所制备的支架材料用于组织再生修复或细胞微环境研究等领域。
Q3:新诚生物在脱细胞材料开发方面有哪些项目?您能简单介绍下这些项目是如何落地的吗?
A3:目前,我们在脱细胞材料方面的项目,主要集中在人工皮肤、GTR膜、硬脊膜、防粘连膜等产品上,这些产品都具有良好的市场前景。
举个例子,我国口腔疾病高发,有2/3的人群患有牙周炎,其中重度牙周炎患者人数在2亿以上。我们用于口腔科、骨科及软组织再生修复的GTR膜,它的市场容量在500亿以上。
还有就是人工皮肤,用于深度烧伤、溃疡、外伤性真皮缺损、外科手术导致的真皮缺损等,为新生组织再生提供生物支架,加速创面愈合,减少瘢痕,促进皮肤再生修复。目前进口的人工皮肤价格大概在120元/cm²,按人均消费2cm²测算,市场容量达52.63亿元。
对于项目落地,我们项目在完成开发后,落地方式有两种,一种是合作孵化,多方协同,共同担责,共享收益。二是技术转让,通过有偿方式,直接转移技术成果。
Q4:对于脱细胞材料的未来发展,您是如何看待的呢 ?
A4:现有很多病人,因为组织器官捐献不足,缺乏移植材料,而无法得到有效的治疗,甚至有些紧急病例,不得不采取“拆东墙,补西墙”的策略,比如从自己身体不重要的部位取些材料后进行移植,这样不仅增加了患者的痛苦,也会存在诸如感染、瘢痕、疼痛等风险或并发症。
而脱细胞生物基质材料因其良好的生物相容性、可降解性和组织诱导再生能力,目前被广泛用于组织重建、再生医学研究,并充分获得了广大医生和患者的认可,可有效的弥补我国组织器官捐献不足的现状,我认为,脱细胞类产品的开发,将直接造福于千千万万因组织缺损而致残的患者,使他们恢复劳动与生活能力,减少家庭、社会的经济与伦理负担,尤其在自然灾害与战争情况下更是具有重大的战略意义。
从未来发展方向来看,我认为附加了额外功能的脱细胞创新类的产品会有更大的市场价值,然而该类创新产品虽更易于在竞争激烈的市场脱颖而出,但是,要解决的问题也更多,尤其在注册方面的难度会更大,特别需要政策支持。总的来说,脱细胞材料在未来有巨大发展空间。