空军军医大学组织工程研发中心创始人金岩：再生医学细胞类产品应用前景广阔

起步于20世纪初的生物再生材料，伴随着多领域的需求增长和多技术的不断变革，如今已经成为材料科学、生物技术、临床医学的前沿和重点发展领域，以及整个生物医学工程的基础，成为经济体系中最具活力的产业之一。

借助3D打印、生物传感、神经光电等前沿技术，生物再生材料在不断变革升级的同时，也在不断拓宽临床应用边界。本次论坛将从生物再生材料产业链视角出发，从源头的科研创新到各细分领域的下游发展，以科学家、技术型企业高管、产业服务及咨询机构为核心线索，探索生物再生材料未来全产业沸腾的新路径。

2024年5月10日，在动脉网举办的VBEF未来医疗生态展会的生物再生材料论坛上，科技部“973计划”与重点项目首席科学家、长江学者特聘教授、国家杰出青年基金获得者、空军军医大学组织工程研发中心创始人金岩以“细胞类再生医学产品开发策略与应用转化”为主题，结合团队在该领域进行的工作和取得的研究进展进行了精彩分享。

生物再生材料是再生医学领域起步较早、发展较迅速的细分赛道。对生物材料进行修饰、使其具备特定的细胞结合能力，解决体外微环境或体内微环境重建的问题，是再生医学的核心之一。生物再生材料的终极目标是要进入人体，修复组织缺损或者承载其他治疗作用，组织和宿主的相互作用理应在材料开发过程中得到重视。

金岩提到，再生医学的概念在不断更新，主要由两个方面构成的，第一方面，再生医学首先要认识组织器官、认识人体。第二方面，基于其认识和变化的规律，找到解决办法。解决方法目前有非常重要的两个手段，第一个是组织工程技术，通过它可以开发出类似于三类医疗器械的材料，第二个是干细胞药物，两者都有很大的应用空间。

“再生医学是认知问题、认知疾病，去解决它，它的核心是什么呢？是细胞，所以它的产品开发始终离不开细胞。”金岩随后介绍了团队在再生医学领域展开的一些工作。

再生医学细胞类产品落地

金岩随后介绍了空军军医大学组织工程研发中心的首个产品，称其具有里程碑意义。该产品为组织功能皮肤产品，但并非一般意义上的人造皮肤，而是真正有皮肤细胞结构，有活细胞的产品。制备这一产品要历经组织溯源获取、细胞培养建库、细胞规模培养等过程，还要经历和材料复合、3D组织构建步骤。最后还需确保皮肤长出来后的结构、功能要一样。因此，以上所述的每一个环节都是组织工程的核心技术环节。

其中提及的大规模细胞培养，即通过可以获取皮肤细胞，大规模培养，理论上可以生产足球场面积的皮肤。让这些细胞经历三维重建，在实验室或工厂里顺利长成皮肤，也是具挑战性的工作。借助皮肤发育过程中细胞相互作用的原理，金岩团队成功制备出具有角化功能的皮肤。

此外，实验室研发成功到产品落地开发还需经历很长时间，金岩回忆到，由于当时公众对组织工程产品缺乏认知，所以需要临床专家团队不计成本地反复开会沟通。

2007年，我国批准上市国内首个、国际第二个组织工程产品，成为迄今为止唯一含活细胞产品，成为我国再生生物材料的里程碑事件，并受到各方的关注。

组织功能皮肤产品可应用于烧伤治疗、皮肤损伤治疗，但产品的应用场景并不仅限于此。以类器官和器官芯片为例，相关技术应用最成熟的领域是在化妆品原料和化妆品效果测评方面。

组织工程技术做成的皮肤对技术要求更高，因为成品不仅要支持测到细胞的变化，还有蛋白的表达，以便获得更多的数据。此外，护肤护肤产品必须的眼刺激试验，也可以通过组织功能皮肤产品完成，其敏感性和精确度都较高。金岩还介绍了我国成功开发的第一款3D口腔模型EpiOriis ®，用于判断口腔护理产品（配方/原料）的口腔黏膜刺激性有无、强弱差异温和、儿童护理产品的开发及优化。在以上产业技术的推动下，我国已经逐渐开展动物替代试验技术。

再生医学细胞类产品除含细胞组织工程产品、类器官3D模型与检测外，还包括干细胞药物开发。干细胞药物的开发环节涉及技术复杂，比抗体药物更甚。干细胞药物开发需先研究其机制。金岩团队很早就在这方面开展了工作。为了了解干细胞与疾病、与衰老的关系，金岩作为首席科学家申请到了国家973项目。项目方向为在临床上比较容易评测的骨质疏松，金岩团队为此做了很多模型，以便观察干细胞的变化。团队观察到，所有模型中，衰老的骨干细胞分化能力下降：骨髓衰老后脂肪化明显。

金岩团队通过通路研究，证明了在衰老过程中，基因通路会明显影响干细胞。与此同时，金岩团队也在试验正常干细胞对骨衰老的预防和治疗作用。实验表明，注入干细胞的整个椎体的骨质疏松可以得到治疗。细胞通过释放囊泡去治疗骨质疏松，并吞噬宿主细胞，让衰老的细胞年轻化。金岩团队将研究结果发表在《细胞代谢》上，指出在干细胞治疗中，囊泡扮演着非常重要的角色。金岩继续举例说明，在人体中，肝脏是代谢囊泡的部位，而且囊泡与肝脏的年轻化、健康代谢关系密切。如果把肝脏损伤或将肝脏切除后，囊泡还可以促进其再生。

在解释为何囊泡不会在患病人体中发挥作用时，金岩指出，是因为局部浓度不够。要提升浓度，可以通过捕捉囊泡，让囊泡在局部释放，来达到治疗疾病的效果。金岩团队通过实验发现，这种方法可以治疗心肌梗死，相关研究工作发表在了《自然生物医学工程杂志》上。

干细胞在局部组织

再生中发挥的作用

提及在局部组织再生中，干细胞如何发挥作用时，金岩以牙齿再生为例，提到团队在这方面做了很长时间的工作。

牙齿再生中，牙髓再生尤为不易，公众熟悉的根管治疗均是把牙髓拿掉，再将材料填入，因为牙髓无法再生。而将干细胞植入牙齿髓腔，如何诱导血管生长，是世界难题。金岩团队根据痛点，制定以下策略：

1.植入细胞在无血管的环境长时间存活；

2.快速诱导血管长入牙髓腔；

3.植入细胞的牙髓组织再生整合。

这项工作成为全世界第一次临床观察和研究全牙齿再生的实验工作。2023年金岩团队将理论体系和技术体系做了总结，发表在《Physological Reviews》上，2024年又发表在《Aggregate》上，并得到国家科技部和自然基金委等部门的支持。

金岩强调，拿细胞类产品来研究材料，一定要考虑其应用场景和技术转轨，以及植入以后如何发挥再生作用。研发团队应该从多方面去展开研究，以便产品植入后，再生治疗的效果得到优化。

佰傲再生：推动我国体外替代检测工具实现“零”的突破

最后，以金岩教授为代表的佰傲再生核心研发团队历经十余载潜心研究，实现了多个突破。在颌骨修复领域，研发出国内首款复合生物大分子透明质酸的可塑型口腔植骨材料——傲塑®骨填充材，于2022年获批；在科技护肤领域，推出了包含五大技术平台的 DTSS 皮肤靶向超分子智组装技术，实现皮肤高效渗透、智能靶向的效果，真正做到精准护肤；在类器官检测领域，开发了国际首款中国人3D皮肤模型 EpiKutis®，推动了我国体外替代检测工具实现“零”的突破。

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