徐銘恩：生物3D打印技術的“領跑者”

5月30日，第四個全國科技工作者日，人力資源社會保障部、中國科協、科技部、國務院國資委聯合頒發了第二屆全國創新爭先獎，民革浙江省委會副主委、杭州捷諾飛生物科技股份有限公司董事長、杭州電子科技大學教授徐銘恩榮獲第二屆全國創新爭先獎。這次表彰，是對徐銘恩及其團隊多年來在生物3D打印領域研究與產業化的工作給予的高規格肯定。

“全國創新爭先獎”是僅次于國家最高科技獎的一個科技人才大獎，主要表彰在科學研究、技術開發、重大裝備和工程攻關、轉化創業、科普及社會服務方面作出卓越貢獻、在國內外具有影響力的優秀科技工作者和優秀科研團隊。

“3D打印”是近年來最“火熱”的詞匯，徐銘恩已在生物3D打印領域中摸爬滾打了整整16年，從用3D打印技術成功打印活細胞構建人體組織、研制出可打印生物材料和活細胞的商品級生物3D打印機、發布我國首臺面向醫療應用的高通量集成化生物3D打印機、到作為首席科學家主持“國家重點研發計劃”研發第一代3D打印器官芯片產品Organ Tria，他已取得了一系列顯著的研究和應用成果，并入選國家萬人計劃、科技部創新人才推進計劃、浙江省萬人計劃等。

“定情”生物3D打印技術

徐銘恩出身醫學世家。1995年考入浙江大學，從本科到博士畢業，他跨越了藥學、生物醫學工程、材料、儀器等不同專業領域。2004年，3D打印引起徐銘恩的強烈興趣，他的跨學科背景恰好成為跨入生物3D打印研究的優勢。2005年，他申請到清華大學機械系生物制造研究所做3D生物打印相關研究的博士后，從此，便“定情”3D生物打印技術。

專業轉換的背后，徐銘恩有一個長長的心路歷程。讀高中時，受家人職業的影響，徐銘恩瞄準了自己考大學的專業目標——醫學，“當時就想著開發出新藥物來治病”;大學念了醫學專業，發現研制新藥物代價、難度極高，而醫療價值不確定性很強。于是就在研究生攻讀生物工程學，決心用新技術來解決藥物無法治療的疾病。在博士畢業之時，徐銘恩開始接觸3D打?。ó敃r稱快速成型），并產生濃厚興趣。敏銳的技術嗅覺，讓他預感到這個技術如果成功運用于醫學，會給患者帶來福音。

“如何讓3D打印機打印出來的細胞存活下來”是徐銘恩在博士后時期碰到的第一頭“攔路虎”。已經記不清失敗的次數，說人到了“崩潰的邊緣”也不夸張。終于，在2006年夏天，徐銘恩意外發現自己用脂肪干細胞打印出來的一塊組織不但存活，而且保留了完美的組織結構?！皬哪且豢唐?，我終于覺得自己做的事情不再是天方夜譚?！毙老仓?，他還和同伴嘗試油煎了這塊“人造脂肪”，甚至品嘗了它的味道。同年，徐銘恩獲得國家自然基金的支持，并被破格晉升為副教授。

2012年徐銘恩和團隊在這一領域的工作被國際期刊《Biomaterials》評價為“生物3D打印領域最先進水平”。

產業化推動基礎研究

在徐銘恩的實驗室里，放著已經打印好的肝、肺、耳朵等模型?！斑@些都是Regenovo打印出來的”，徐銘恩介紹說?！癛egenovo”就是徐銘恩團隊研制的生物3D打印機的名字，誕生于2013年，它的出現意味著其他生物醫學研究的科學家也有了更穩定的工作平臺。

這臺打印機不僅實現了無菌條件下的生物材料和細胞的3D打印，而且新型的溫控單元和打印噴頭設計，能夠支持從-5℃到260℃熔融的多種生物材料打印，已成功打印出了人類肝臟單元、脂肪組織等，打印出的細胞存活率達90%，最長存活時間4個月?！斑@中間的過程并非一帆風順，研究初期，打印出來的細胞死亡率很高，約90%的細胞都無法存活，后來細胞存活率大幅度提高了，但打印出來的結構又堅持不了一個星期，只能不斷摸索，一個問題一個問題去死磕它，去解決它?！毙煦懚髡f。

盡管Regenovo“武藝”高超，但徐銘恩坦言，真要按需打印活體器官還有一段漫漫長路，但他已經做好了充分的準備。

科研工作中時常會遭遇“資金短缺”，徐銘恩也不例外，2009年實驗室的工作曾一度難以為繼。2013年，徐銘恩成立了杭州捷諾飛生物科技股份有限公司，把在研究生物3D打印技術的路途中積累下來的部分技術產業化，團隊擺脫了資金短缺的困窘?！爱a學研結合是科技發展的大勢所趨，成立公司的目的除了推動科研成果盡快轉化應用，也能反過來推動基礎研究?！?/p>

噴頭的制作、打印原料的選取、圖紙的設計，每一項都不是輕而易舉能夠攻克的。一路困難相伴，一路闖關克服，徐銘恩很是淡定從容。

回憶起當時培育細胞（作為打印原料的細胞）的經歷，徐銘恩頗有些感慨。當時還沒有成熟的研發團隊，徐銘恩靠自己一個人來干。為了獲取存活率高的細胞，從早到晚最少要做三次實驗。每次試驗完，過幾個小時還要總結;發現不對就再做、再總結?！皩嶒瀳蟾娑紝懥撕窈竦暮脦妆??！睘榱擞兴鶎Ρ?，徐銘恩還加大了試驗的強度，一組12個細胞進行對比，發現哪一個與其他的不一樣，就拼命回憶，拼命地查記錄，把這個偶然的東西轉化成有規律的東西。做實驗的這段時間，徐銘恩最常感受到的就是“一抬眼天就黑了”！

2017年，以徐銘恩為首的科學家團隊發布了我國首臺高通量集成化生物3D打印機?！斑@臺緊扣臨床轉化和應用需求的生物打印機代表了我國生物3D打印設備的頂尖水平?！眹抑攸c研發計劃項目專家組如此評價，意味著我國相關領域的研究水平實現了從與國際先進水平“并跑”到“領跑”的跨越。更令人值得高興的是，該領域的一些科學家在使用了徐銘恩團隊研發的生物3D打印機后，做出了很多有價值的科學研究成果。

培育“中國科學的未來”

徐銘恩始終有個信念，要用科技創新為中國生物醫藥中小企業的轉型升級貢獻自己的力量，具體行動就落實在籌建清華大學&杭州電子科技大學“生物制造研究中心”。

多年努力后，生物制造研究中心從無到有，逐步構建了由生物材料和細胞三維打印平臺、生物芯片制造平臺、移植醫學器械開發平臺等構成的先進研究平臺，形成了一個多學科的研究團隊，入選浙江省重中之重學科重點培育方向。

在研究中心里，徐銘恩和學生、以及其他老師組成了一個專門做生物3D打印研發的團隊，除了每天必要的實驗、檢查，他又增加了新的工作——帶好這群有創造力的“中國科學的未來”。

學生們對徐老師最大的印象就是“特別注重激發每個人的創造力”。而徐銘恩自己也說：“我希望大家是真心喜歡干這個！”

徐銘恩對培養學生有一套自己的理念。他對學生“頗為嚴苛”，要求學生在學習和實驗中回歸自我，有獨立的思考?！拔也幌Ｍ麑W生習慣性地跟著老師走;最好是學生在一個階段后能過來跟我聊問題、聊自己的想法和點子，我再來幫他完善。這樣或許起點有些低，但最終能幫助他們取得更大的進步?！薄昂芏嗍虑榘凑赵醯穆纷觼碜?，好像是傻了一點，但回過頭看，卻是走得最踏實、最穩健的?！毙煦懚餮a充到。

徐銘恩在學生中非常受歡迎。他講授的“生命科學導論課”連續多年被學生評為最好的公選課之一?！澳苄疫\地選上這門課實在不容易，太多人選了?！毙煦懚鞯囊粋€研究生說，“住我隔壁寢室的同學選修了‘生命科學導論課后，因為太好聽，第二年又去旁聽了一遍?！蹦軐⒁婚T課上得如此“出神入化”，這與徐銘恩廣泛的興趣和多學科背景密不可分。

“生物3D打印研究也確實要求較復雜的學科背景。如果對別的學科不了解，很多問題就僵在那里動不了;都有所接觸后，就可以多角度、多層次地想問題，有的時候可以隨手拿來?！币驗檫@樣，他也有意識地引導學生拓寬學科背景，以便將來能夠慢慢地獨立承擔起這個方向的研究工作。

徐銘恩團隊的研究工作踏上正軌后，猶如一輛高速行駛的列車，幾乎每年都能傳來好消息。2019年，徐銘恩擔任了國家自然科學基金委“國家重大科研儀器研制”項目的首席科學家，進一步提出高保真打印技術，推出首臺全自動生物3D打印機，推出國際首個大規模生產應用的3D打印皮膚，成功應用于新藥篩選、化妝品毒理與功效等檢測。

談起跨入“3D生物打印”領域的初心，其實是來源于一場刻骨銘心的分離——曾養育過徐銘恩的親人在醫院用盡最好的技術，還是在眼前漸漸逝去?！盎钪且患苊篮玫氖虑?，所以我要做一個技術能讓家人、讓很多不認識的人，可以活得更健康一些，活得更長一些?！?/p>

（王曉紅，民革浙江省委會宣傳部副部長/責編 張棟）