3D已經列印出個性化關節，距離列印器官還有多遠？
還記得電影《十二生肖》嗎？成龍飾演的JC戴著手套摸了一把鼠首，數據的掃描經此完成後直接存儲到電腦里，而後經過3D建模、列印、染色，分分鐘一個完美的複製品呈現在我們眼前。
如今，3D列印已經遠離了科幻色彩，被廣泛運用於成衣、航空航天、建築、汽車、醫療等多個領域，甚至一些簡單的3D列印產品，早已成為孩子們手中的玩具。
13年前，在這個市場遠未如此熱鬧的時候，仍在清華大學就讀本科的張靖就一腳跨入了這個領域，進入中國第一家3D列印實驗室——清華機械系增材製造實驗室學習，隨後碩士、博士又分別師從清華林峰教授、「3D列印建築之父」美國Khoshnevis教授。
當初，正是3D列印離散堆積的極致美將他引入這領域，而現在，這種吸引力有了新的延伸——2017年，張靖在波士頓一手創辦了ZSFab, Inc.公司，北京部為智塑健康科技發展有限公司，希望能將所學應用於醫學臨床，為患者提供個性化的精準醫療服務。
從宏觀來看，醫療3D列印是當前整個行業內最熱門的細分領域之一，這個領域當前有著數十億美元的市場空間，已經覆蓋從藥物到植入體、從脊椎到關節、從批量患者匹配到疑難個性定製等不同應用領域。
不過，張靖也坦言，醫療3D列印是一個高度複雜且交叉的領域，不僅需要掌握3D列印技術，還涉及醫療、材料、演算法等多領域知識的結合，在他看來，這一切既離不開不斷學習，也離不開人才的支撐，「所以我們的團隊基本上是從麻省理工、哈佛這邊發起的，就是典型的一群『學霸』」。
作為「學霸」團隊的核心成員之一，在與億歐的交流過程中，張靖有著技術創業者典型的務實特徵——既不盲從於技術的狂熱，也講究對數據的尊重，從應用需求的實際角度出發。
為此，張靖及其團隊已經與中美超過70家醫療機構、300多名醫療人員進行了一對一的深入交流，真實了解行業的所需。據其介紹，目前智塑健康最主要的精力和成本都在研發以及與醫療機構的合作上，「我們要在生產過程的每一個階段實現最優化的設計，產品審批上市後會在渠道上有更大的投入」。
3D列印出千億商機
3D列印是增材製造的另一種說法，它是以數字模型為基礎，將材料逐層堆積製造出實體物品的新興製造技術。在所適用的領域，增材製造可節約製造材料和加工時間，製作形態萬千的物品，實現製造的個性化和定製化。
張靖以建房子作為類比具體解釋道，「建房子前我們會有一個藍圖設計，之後再按照藍圖通過水泥、混凝土把一磚一瓦堆疊上去，投射到3D列印，這些原材料被換作基礎粉末，再利用電子束、激光束將其融化後，按照模型把這個三維物體列印出來」。
嚴格意義上來說，3D列印技術並非什麼新事物，一般認為，1983年第一個相關專利的誕生標誌著3D列印的起源，1986年，3D Systems公司推出世界上第一台3D工業印表機，才標誌著3D列印技術真正實現商業化。
在之後的發展中，這一行業時冷時熱。
2019年10月22日，在「直通烏鎮」全球互聯網大賽總決賽上，3D列印公司LuxCreo清鋒時代獲得大賽冠軍。這家成立於2016年的年輕公司，開發出的極速液態成型3D列印技術，可現場直接列印出一個傳統工藝無法一次成型的結構複雜的網格球。
同月，專攻數字化齒科3D印表機的迅實科技也得到辰德資本和遠毅資本的青睞，拿到過億人民幣的B輪融資，並宣布融資所得將繼續專註齒科領域數字化產品的研發和市場拓展。
一時間，3D列印這個沉寂了一段時間的市場似乎再度被催熱。張靖也有類似的感觸——過去四五年間，對3D列印這種新技術的崇拜逐漸冷靜，不管是普通用戶還是公司，都開始更加聚焦在其價值發揮上，而隨著3D列印真實解決了一些問題，行業內聲音又多了起來。
根據南極熊3D列印網發布的《2018年全球3D列印投融資報告》，2018年全球3D列印行業投資總額超過203億元人民幣，其中國內投資總額超過18億元人民幣，國外投資額超過27億美元，較之2017年，投資總額增加了約128億元人民幣，國內投資總額翻倍。
獨立諮詢機構沃勒斯則在2019年發布的3D列印產業年度報告中預測，到2020年，3D列印產業規模有望達到158億美金，2022年可能會爬升至239億美金，2024年則有可能達到356億美金。
常年往返於中美兩國之間，張靖對於國內外3D列印行業的發展也有清晰的認知。在他看來，中國3D列印市場略微滯後於歐美市場，「歐美大約2010年3D列印就火起來了，2014年2月達到股市的巔峰，到2014年底相關公司股價已經腰斬，2015年的基本上已經跌的很慘了，但中國3D列印市場這個時候還在升溫之中。」其向億歐表示。
個性化醫療的想像空間
縱觀目前整個3D列印市場，其應用範圍非常廣泛，從工業至消費，都可以看到3D列印的身影。例如，Nike所開發的3D列印編織物的跑鞋，在面世之後，有多名運動員使用該跑鞋打破了世界紀錄，以至於世界田聯需要發文禁止該鞋在比賽中的應用。
張靖開玩笑的說道：「將來我們的產品也要做到，凡是植入了智塑健康產品的運動員，都禁止以這種不公平的優勢參與比賽。」
不過，現今最熱門的領域之一當屬醫療3D列印。有業內專家表示，作為3D列印技術走向商業化的主要落地場景，醫療領域本身的發展勢頭就十分積極，當二者相互碰撞結合，將釋放出龐大的市場空間。
按照當前的發展速度，到2030年，全球3D列印醫療市場規模將有望超過60億美元，並保持16%以上的高速複合年增長率；而在國內市場，隨著進口替代的推進，這一數值將遠超世界平均速度。
2019年4月15日，以色列特拉維夫大學（Tel Aviv Univerdity）宣布該學校實驗室3D列印出了一顆「心臟」。這顆心臟不僅僅只是外形，它有細胞，有血管，也有其他支撐結構，它甚至可以像心臟一樣收縮。
以色列特拉維夫大學實驗室，3D印表機正在列印3D心臟（圖丨法新社）
一夜之間，「3D列印器官」彷彿觸手可及，器官移植供體緊缺似乎也不再是問題，但冷靜下來會發現：這個「心臟」很小，並非人類尺寸；血管系統並不完整，毛細血管未被列印出來；採用凝膠粘結，不具備所需的強度——換言之，此「心臟」尚不具備泵血等心臟所必需的生理功能。
目前3D列印並未進化到器官列印這一階段，張靖表示，目前3D列印在醫療領域比較引人注目的市場在於骨科植入物，「過去針對一些需要關節置換的患者，醫院提供的是標準化產品，但通過3D列印可以實現患者匹配的定製」，而這，正是智塑健康的優勢之一所在。
ZSFab公司官網上的展示圖
「所謂標準化產品，就像買鞋子一樣，只能去試那樣幾個型號，但DNA其實決定了每個人的指紋、瞳孔、骨骼都是獨一無二的，而在患病時病情通常也是獨一無二的，所以在進行植入體置換時最有效的方式其實時量身定製。」張靖具體解釋道。
過去，患者為了適應這些標準化產品，不得不忍受不少痛苦，如，削去不必要的健康骨骼；並且，往往，植入體在植入10年、15年後要進行翻修，以往會出現這樣的情況：患者在削去過多的健康骨骼後已無足夠的骨量來進行翻修——通過3D列印，這些問題可以避免。
實際上，在利用3D列印做產品的時候，形狀定製只是第一步，更重要的還在於性能定製。
張靖以極端例子作為類比，「有些人的骨頭可能像雞蛋一樣、有些人則像石頭一樣，有些人則像鋼鐵一樣，在進行植入體設計時，在同樣利用鈦合金這一材料時，要充分考慮他們的差別，通過設計多孔結構設計改變其內部結構，在促進骨長入的同時，植入體和人體也更易合為一體，既提升植入體壽命，也降低患者的疼痛感。」
據其介紹，從安全和市場角度考慮，智塑健康當前主要針對脊椎在開發產品，相關產品從安全性上已經可以運用在人體上，當前正在等待美國FDA的審批，之後審批上市後才會進行大規模的商業推廣。此外，其所開發的演算法，也可即刻應用在關節類等其他產品之上。
「列國混戰」的藍海
既有中美兩國的教育背景，而今，又有中美兩國的聯合創業背景，張靖時常會被人問起在美國創業的感受，以及美國創業環境與國內的差異。張靖坦言，「最開始確實比較累，要協調中美兩邊的團隊，有時候一個月要飛至少1次甚至更多」。
而今，隨著中美團隊彼此的交流機制建立，各方面的配合更加順暢默契。張靖認為，兩地聯合創業反而是對效率很大的一個提升，他戲稱，由於波士頓與北京時差剛好為12小時（冬天為13小時），團隊相當於一天24小時都在工作。
據介紹，目前智塑健康團隊在中國主要是開展動物試驗、臨床試驗、與醫生交流等工作，將演算法團隊形成的演算法進行具體實現，「總體來說，目前中國這塊的成本會比美國低一些，效率會高一些」。
而波士頓作為全球醫療、藥品、器械最活躍的區域之一，把公司設在這個地方，可以自然而然地接觸到全球最高水準的醫療水平，目前智塑健康與哈佛大學醫學院、麻省總醫院、康奈爾醫學院等醫療機構保持頻繁溝通。
除了與頂尖院校合作，波士頓本就以其優勢的醫療資源吸引著全世界的醫學人才，「很多國內醫院的院長、科室主任、主治醫生都會來這邊交流、進修，在這個過程中，我們也可以和這些醫生建立比較好的聯繫」。
在充分利用中美兩地優勢資源的同時，張靖也深刻地感受到，中美兩地醫療器械市場的差異——在美國，整個市場被強生、美敦力等大公司瓜分殆盡，在大部分醫生還是醫學院學生時他們就會進行比較充分的市場教育，而在國內，這一切都比較薄弱。
他把當前中國的醫療器械市場形容為「春秋戰國時期的列國混戰」，「中國目前有一些不錯的公司，但沒有一個大的器械公司，有些上市公司儘管市值已經五六十億，但和美敦力、強生之類銷售額上百億美金的公司比起來，依然不在一個量級」。
不過，張靖也認為，這樣的市場環境也給智塑健康帶來了機遇。與此同時，國家強調醫療器械的「進口替代」，「肯定是用好的產品來替代，不能用差的產品替代」，因此，在他看來，這既是一個缺口，也是一個很好的歷史契機。
