生物3D打印屬于3D打印技術(shù)的重要分支，是指一種以計算機三維模型為“圖紙”，裝配特制“生物墨水”，最終制造出人造器官和生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品的新科技手段。

目前該技術(shù)主要分為噴墨生物打印、擠壓生物打印和激光輔助生物打印三大類。這是一項集多學(xué)科為一體的技術(shù)，其在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中發(fā)揮著獨特作用，已經(jīng)有了3D打印器官，細胞，血管等多種應(yīng)用案例，生物3D打印被認為是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的一場技術(shù)革命。

據(jù)SmarTech報告稱，預(yù)計到2028年，生物3D打印市場規(guī)模將達到12億美元。這表明市場前期是廣闊的，但目前屬于早期階段，行業(yè)發(fā)展仍面臨著巨大挑戰(zhàn)。確切地說，我們離打印移植器官還有很長的一段路要走。

徐銘恩展示3D打印機打出的鼻軟骨組織，圖片來自：新華社

據(jù)資源庫了解，生物3D打印已經(jīng)從學(xué)術(shù)研究邁向了商業(yè)化，目前在這片藍海市場中雖然有上百家企業(yè)入局，但其中大多數(shù)企業(yè)的體量仍很小。隨著10多年的發(fā)展，市場上也已經(jīng)出現(xiàn)了一批頭部企業(yè)，包括BICO、3D Systems和Desktop Metal在內(nèi)的“三巨頭”正在引領(lǐng)這場革命。

BICO

BICO（前身為CELLINK）是一家總部位于瑞典的公司，專注于生物打印、多組學(xué)、細胞開發(fā)和制藥等應(yīng)用領(lǐng)域，是生物3D打印領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。

成立之初，BICO研發(fā)了生物墨水材料和CELLINK系列生物打印機。現(xiàn)有的設(shè)備包括雙擠出的INKREDIBLE系統(tǒng)和基于SLA的Holograph X，六打印頭BIO X6，以及最新推出的Bionova，第一款基于數(shù)字光處理 (DLP) 的生物打印機。

BICO的新款生物3D打印機Bionova，圖片來自：BICO

然而，Bico于2020年轉(zhuǎn)型為一家“生物融合”公司，將其重點從生物打印擴展到更廣泛的生命科學(xué)技術(shù)和工業(yè)解決方案。通過下面的系列收購，就足以看出為什么這家企業(yè)能夠成為生物3D打印的三巨頭之一。

• 2019年8月，Bico以3025萬歐元收購德國生物技術(shù)公司Cytena，將后者單細胞3D打印技術(shù)收入囊中。
• 2020年8月，Bico以8000萬歐元收購德國精密點膠公司Scienion及其子公司Cellenion，進一步掌握細胞3D打印技術(shù)。
• 2021年5月，Bico以5000萬歐元收購德國3D微制造公司Nanoscribe，將2PP技術(shù)整合到自己的技術(shù)中，增加新的微納級3D打印功能。
• 2021年8月，Bico以1500萬美元收購美國3D研究應(yīng)用公司Advanced BioMatrix，收獲后者的生物墨水和試劑產(chǎn)品。
• 2021年12月，Bico Group以1.65億美元收購了圣地亞哥生命科學(xué)自動機公司Biosero，進一步掌握了生物打印自動化技術(shù)。
  

能夠這樣大張旗鼓的開啟收購之旅，離不開BICO的盈利能力和充足的現(xiàn)金流。據(jù)財報顯示，BICO在2022年前3個季度的凈銷售額約合1.5億美元，與去年同期相比增長了112%。在經(jīng)濟不景氣的環(huán)境下，BICO依舊有充足的造血能力，這是它能夠完成收購的底氣。

正在進行血管3D打印的演示，圖片來自：BICO

目前，在BICO集團旗下有多達11,000臺設(shè)備，其中大部分是各種生物3D打印機。據(jù)BICO介紹，其中長期目標是通過結(jié)合生物學(xué)的3D打印技術(shù)，提供可獲得的生命科學(xué)解決方案來減少器官短缺并加快藥物開發(fā)。

3D打印耳朵軟組織，圖片來自：BICO

最后總結(jié)：一方面，該公司通過其CELLINK系列生物打印機在學(xué)術(shù)層面擴展生物打印研究，為其提供更廣泛的生物墨水材料。另一方面，BICO正在通過技術(shù)迭代，以開發(fā)和實施商業(yè)和可擴展的生物打印應(yīng)用程序，從用于化妝品測試的組織開始，發(fā)展到器官研究。

3D Systems

3D Systems（NYSE:DDD）成立于1986年，由“3D打印技術(shù)之父”Chuck Hull參與創(chuàng)建，經(jīng)過30多年的發(fā)展，現(xiàn)在已發(fā)展成為一家全球化的3D解決方案提供商。

當(dāng)3D Systems認識到3D打印技術(shù)對于再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的突破性創(chuàng)新的重要性，就開始通過收購、合并和擴展等方式深入涉足3D生物打印領(lǐng)域。其中，最重要的里程碑是在2021年5月收購了3D生物打印機開發(fā)商Allevi公司，后者擁有一套成熟的生物3D打印系統(tǒng)。

Allevi生物3D打印機，圖片來自：Allevi

3D Systems搭建的生物3D打印實驗室可以利用Allevi的硬件、生物材料和軟件組合來設(shè)計和構(gòu)建組織工程、器官芯片研究、藥物驗證、生物材料開發(fā)和再生醫(yī)學(xué)的解決方案。

據(jù)了解，該公司布局生物打印的下一步重點是醫(yī)療設(shè)備和植入物領(lǐng)域，其終極目標是開發(fā)更復(fù)雜的生物結(jié)構(gòu)和組織工程，打印人體器官。

生物3D打印氣管模型，圖片來自：United Therapeutics

迄今為止，3D Systems生產(chǎn)了超過200百萬個醫(yī)療設(shè)備系列組件和14萬個特定于患者的手術(shù)病例：現(xiàn)在它正在尋求擴大生物打印臨床應(yīng)用的生產(chǎn)，利用和調(diào)整現(xiàn)有技術(shù)以提升患者通過各種臨床應(yīng)用進行護理，從細胞生物可吸收裝置到用于移植的功能化實體器官。

最近，3D Systems拆分出生物3D打印子公司Systemic Bio，專注于開發(fā)由水凝膠和人體細胞制成的血管化器官模型，用于藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)。為了啟動Systemic Bio的醫(yī)療業(yè)務(wù)，3D Systems為其提供了1500萬美元的種子資金。

h-VIOS2含有兩個灌注的血管化水凝膠，圖片來自：3D Systems

最后總結(jié)：事實上，自2020年以來，3D Systems通過資產(chǎn)剝離把戰(zhàn)略重心轉(zhuǎn)到了工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域。為了開拓生物打印業(yè)務(wù)，除了繼續(xù)進行生物3D打印研發(fā)，比如此前完成的實體器官支架打印外，3D Systems也正在努力與制藥公司建立合作，推動3D打印制藥市場的發(fā)展。

Desktop Metal

Desktop Metal成立于2015年底，主要圍繞桌面金屬粘合劑噴射工藝，2020年12月10日通過SPAC合并上市后成功募資5.75億美元，被估值25億美元，是當(dāng)之無愧的3D打印獨角獸企業(yè)。

上市后不久，Desktop Metal開始了從材料到工藝的系列收購，包括收購EnvisionTEC，ExOne在內(nèi)的多家不同賽道的頭部3D打印企業(yè)。Desktop Metal完成了全面的集成增材制造解決方案組合，包括硬件、軟件、材料和服務(wù)，獲得了更大的市場占有率。

在資本的加持下，Desktop Metal成為了新一代巨無霸3D打印公司。收購之后，Desktop Metal開始對這些資源進行整合，試圖把3D打印推向批量、規(guī)模化制造的2.0時代。也正是在這個背景下，Desktop Metal在2021年3月成立了Desktop Health，一家致力于為個性化醫(yī)療開發(fā)3D打印解決方案的醫(yī)療保健公司。

通過3D-Bioplotter 3D打印機制作的水凝膠支架，圖片來自：ETEC

此前收購EnvisionTEC讓Desktop Metal還獲得了其3D-Bioplotter生物3D打印機。該機器面世已經(jīng)有20多年，經(jīng)過了4次迭代，適用于細胞打印等在內(nèi)的多種應(yīng)用?，F(xiàn)在這些設(shè)備連同EnvisionTEC的所有牙科業(yè)務(wù)都被整合到了Desktop Health。

EnvisionTEC開發(fā)生產(chǎn)的3D-Bioplotter生物3D打印機，圖片來自：ETEC

據(jù)Desktop Health表示，目前基于生物打印和醫(yī)療保健有5個等級的關(guān)鍵策略，第一個是藥物發(fā)現(xiàn)，包括模仿病理組織（為了療效）和健康組織（為了安全），目標是高通量。接下來是2個分別是定制植入物和移植物（2級）是指脊柱融合、顱頜面、神經(jīng)導(dǎo)管、肌腱、韌帶和骨骼的治療。組織（3 級）是指乳房、皮膚、角膜、骨骼、軟骨和心臟瓣膜的生物打印。

最后兩個級別代表著長期目標，包括內(nèi)分泌腺（第4級），它能夠產(chǎn)生完整的卵巢、胰腺、甲狀腺用于測試并最終用于植入，以及器官（第5級），包括產(chǎn)生功能性肺、腎、肝和心。

通過3D-Bioplotter 3D打印機制作的水凝膠支架，圖片來自：ETEC

最后總結(jié)：Desktop Metal通過其子公司Desktop Health布局生物3D打印，主要依托3D-Bioplotter 3D打印技術(shù)實現(xiàn)基于生物打印和通用醫(yī)療保健的開發(fā)。由于前期Desktop Metal完成了無論是設(shè)備還是材料的大規(guī)模整合，將在生物3D打印這一領(lǐng)域具有話語權(quán)。

除了以上3家公司外，目前國外參與企業(yè)主要有Organovo Holdings、Nano3D Biosciences、Cyfuse、Advanced Solutions、Prellis Biologics等；本土企業(yè)主要包括捷諾飛生物、藍光英諾、上普生物、邁普醫(yī)學(xué)等。

生物3D打印屬于3D打印技術(shù)的重要分支，是指一種以計算機三維模型為“圖紙”，裝配特制“生物墨水”，最終制造出人造器官和生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品的新科技手段。

目前該技術(shù)主要分為噴墨生物打印、擠壓生物打印和激光輔助生物打印三大類。這是一項集多學(xué)科為一體的技術(shù)，其在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中發(fā)揮著獨特作用，已經(jīng)有了3D打印器官，細胞，血管等多種應(yīng)用案例，生物3D打印被認為是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的一場技術(shù)革命。

據(jù)SmarTech報告稱，預(yù)計到2028年，生物3D打印市場規(guī)模將達到12億美元。這表明市場前期是廣闊的，但目前屬于早期階段，行業(yè)發(fā)展仍面臨著巨大挑戰(zhàn)。確切地說，我們離打印移植器官還有很長的一段路要走。

徐銘恩展示3D打印機打出的鼻軟骨組織，圖片來自：新華社

據(jù)資源庫了解，生物3D打印已經(jīng)從學(xué)術(shù)研究邁向了商業(yè)化，目前在這片藍海市場中雖然有上百家企業(yè)入局，但其中大多數(shù)企業(yè)的體量仍很小。隨著10多年的發(fā)展，市場上也已經(jīng)出現(xiàn)了一批頭部企業(yè)，包括BICO、3D Systems和Desktop Metal在內(nèi)的“三巨頭”正在引領(lǐng)這場革命。

BICO

BICO（前身為CELLINK）是一家總部位于瑞典的公司，專注于生物打印、多組學(xué)、細胞開發(fā)和制藥等應(yīng)用領(lǐng)域，是生物3D打印領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。

成立之初，BICO研發(fā)了生物墨水材料和CELLINK系列生物打印機。現(xiàn)有的設(shè)備包括雙擠出的INKREDIBLE系統(tǒng)和基于SLA的Holograph X，六打印頭BIO X6，以及最新推出的Bionova，第一款基于數(shù)字光處理 (DLP) 的生物打印機。

BICO的新款生物3D打印機Bionova，圖片來自：BICO

然而，Bico于2020年轉(zhuǎn)型為一家“生物融合”公司，將其重點從生物打印擴展到更廣泛的生命科學(xué)技術(shù)和工業(yè)解決方案。通過下面的系列收購，就足以看出為什么這家企業(yè)能夠成為生物3D打印的三巨頭之一。

• 2019年8月，Bico以3025萬歐元收購德國生物技術(shù)公司Cytena，將后者單細胞3D打印技術(shù)收入囊中。
• 2020年8月，Bico以8000萬歐元收購德國精密點膠公司Scienion及其子公司Cellenion，進一步掌握細胞3D打印技術(shù)。
• 2021年5月，Bico以5000萬歐元收購德國3D微制造公司Nanoscribe，將2PP技術(shù)整合到自己的技術(shù)中，增加新的微納級3D打印功能。
• 2021年8月，Bico以1500萬美元收購美國3D研究應(yīng)用公司Advanced BioMatrix，收獲后者的生物墨水和試劑產(chǎn)品。
• 2021年12月，Bico Group以1.65億美元收購了圣地亞哥生命科學(xué)自動機公司Biosero，進一步掌握了生物打印自動化技術(shù)。
  

能夠這樣大張旗鼓的開啟收購之旅，離不開BICO的盈利能力和充足的現(xiàn)金流。據(jù)財報顯示，BICO在2022年前3個季度的凈銷售額約合1.5億美元，與去年同期相比增長了112%。在經(jīng)濟不景氣的環(huán)境下，BICO依舊有充足的造血能力，這是它能夠完成收購的底氣。

正在進行血管3D打印的演示，圖片來自：BICO

目前，在BICO集團旗下有多達11,000臺設(shè)備，其中大部分是各種生物3D打印機。據(jù)BICO介紹，其中長期目標是通過結(jié)合生物學(xué)的3D打印技術(shù)，提供可獲得的生命科學(xué)解決方案來減少器官短缺并加快藥物開發(fā)。

3D打印耳朵軟組織，圖片來自：BICO

最后總結(jié)：一方面，該公司通過其CELLINK系列生物打印機在學(xué)術(shù)層面擴展生物打印研究，為其提供更廣泛的生物墨水材料。另一方面，BICO正在通過技術(shù)迭代，以開發(fā)和實施商業(yè)和可擴展的生物打印應(yīng)用程序，從用于化妝品測試的組織開始，發(fā)展到器官研究。

3D Systems

3D Systems（NYSE:DDD）成立于1986年，由“3D打印技術(shù)之父”Chuck Hull參與創(chuàng)建，經(jīng)過30多年的發(fā)展，現(xiàn)在已發(fā)展成為一家全球化的3D解決方案提供商。

當(dāng)3D Systems認識到3D打印技術(shù)對于再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的突破性創(chuàng)新的重要性，就開始通過收購、合并和擴展等方式深入涉足3D生物打印領(lǐng)域。其中，最重要的里程碑是在2021年5月收購了3D生物打印機開發(fā)商Allevi公司，后者擁有一套成熟的生物3D打印系統(tǒng)。

Allevi生物3D打印機，圖片來自：Allevi

3D Systems搭建的生物3D打印實驗室可以利用Allevi的硬件、生物材料和軟件組合來設(shè)計和構(gòu)建組織工程、器官芯片研究、藥物驗證、生物材料開發(fā)和再生醫(yī)學(xué)的解決方案。

據(jù)了解，該公司布局生物打印的下一步重點是醫(yī)療設(shè)備和植入物領(lǐng)域，其終極目標是開發(fā)更復(fù)雜的生物結(jié)構(gòu)和組織工程，打印人體器官。

生物3D打印氣管模型，圖片來自：United Therapeutics

迄今為止，3D Systems生產(chǎn)了超過200百萬個醫(yī)療設(shè)備系列組件和14萬個特定于患者的手術(shù)病例：現(xiàn)在它正在尋求擴大生物打印臨床應(yīng)用的生產(chǎn)，利用和調(diào)整現(xiàn)有技術(shù)以提升患者通過各種臨床應(yīng)用進行護理，從細胞生物可吸收裝置到用于移植的功能化實體器官。

最近，3D Systems拆分出生物3D打印子公司Systemic Bio，專注于開發(fā)由水凝膠和人體細胞制成的血管化器官模型，用于藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)。為了啟動Systemic Bio的醫(yī)療業(yè)務(wù)，3D Systems為其提供了1500萬美元的種子資金。

h-VIOS2含有兩個灌注的血管化水凝膠，圖片來自：3D Systems

最后總結(jié)：事實上，自2020年以來，3D Systems通過資產(chǎn)剝離把戰(zhàn)略重心轉(zhuǎn)到了工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域。為了開拓生物打印業(yè)務(wù)，除了繼續(xù)進行生物3D打印研發(fā)，比如此前完成的實體器官支架打印外，3D Systems也正在努力與制藥公司建立合作，推動3D打印制藥市場的發(fā)展。

Desktop Metal

Desktop Metal成立于2015年底，主要圍繞桌面金屬粘合劑噴射工藝，2020年12月10日通過SPAC合并上市后成功募資5.75億美元，被估值25億美元，是當(dāng)之無愧的3D打印獨角獸企業(yè)。

上市后不久，Desktop Metal開始了從材料到工藝的系列收購，包括收購EnvisionTEC，ExOne在內(nèi)的多家不同賽道的頭部3D打印企業(yè)。Desktop Metal完成了全面的集成增材制造解決方案組合，包括硬件、軟件、材料和服務(wù)，獲得了更大的市場占有率。

在資本的加持下，Desktop Metal成為了新一代巨無霸3D打印公司。收購之后，Desktop Metal開始對這些資源進行整合，試圖把3D打印推向批量、規(guī)模化制造的2.0時代。也正是在這個背景下，Desktop Metal在2021年3月成立了Desktop Health，一家致力于為個性化醫(yī)療開發(fā)3D打印解決方案的醫(yī)療保健公司。

通過3D-Bioplotter 3D打印機制作的水凝膠支架，圖片來自：ETEC

此前收購EnvisionTEC讓Desktop Metal還獲得了其3D-Bioplotter生物3D打印機。該機器面世已經(jīng)有20多年，經(jīng)過了4次迭代，適用于細胞打印等在內(nèi)的多種應(yīng)用?，F(xiàn)在這些設(shè)備連同EnvisionTEC的所有牙科業(yè)務(wù)都被整合到了Desktop Health。

EnvisionTEC開發(fā)生產(chǎn)的3D-Bioplotter生物3D打印機，圖片來自：ETEC

據(jù)Desktop Health表示，目前基于生物打印和醫(yī)療保健有5個等級的關(guān)鍵策略，第一個是藥物發(fā)現(xiàn)，包括模仿病理組織（為了療效）和健康組織（為了安全），目標是高通量。接下來是2個分別是定制植入物和移植物（2級）是指脊柱融合、顱頜面、神經(jīng)導(dǎo)管、肌腱、韌帶和骨骼的治療。組織（3 級）是指乳房、皮膚、角膜、骨骼、軟骨和心臟瓣膜的生物打印。

最后兩個級別代表著長期目標，包括內(nèi)分泌腺（第4級），它能夠產(chǎn)生完整的卵巢、胰腺、甲狀腺用于測試并最終用于植入，以及器官（第5級），包括產(chǎn)生功能性肺、腎、肝和心。

通過3D-Bioplotter 3D打印機制作的水凝膠支架，圖片來自：ETEC

最后總結(jié)：Desktop Metal通過其子公司Desktop Health布局生物3D打印，主要依托3D-Bioplotter 3D打印技術(shù)實現(xiàn)基于生物打印和通用醫(yī)療保健的開發(fā)。由于前期Desktop Metal完成了無論是設(shè)備還是材料的大規(guī)模整合，將在生物3D打印這一領(lǐng)域具有話語權(quán)。

除了以上3家公司外，目前國外參與企業(yè)主要有Organovo Holdings、Nano3D Biosciences、Cyfuse、Advanced Solutions、Prellis Biologics等；本土企業(yè)主要包括捷諾飛生物、藍光英諾、上普生物、邁普醫(yī)學(xué)等。