什么是生物制造?

什么是生物制造?
本内容由人工智能自动翻译。

科学正在追赶科幻小说。去年,一名瘫痪男子在接受细胞治疗后重新能够行走,该治疗 弥合了其脊髓中的一处缺口 。数十人已植入 “仿生眼” ,或许还有可能对其进行改造,使其能看到红外线或紫外线。截肢者仅凭 思维即可控制仿生肢体植入物。

与此同时,我们正稳步迈向 打印人体部件。

我们正目睹技术工具重塑临床格局。这一转变催生了一类新型工程师,他们经过培训,能够弥合一端的工程学与另一端的生物学之间的鸿沟。

“生物制造师”登场。这一角色将材料、机电一体化和生物学方面的技术技能与临床科学融为一体。

21世纪职业

如果您需要一个新的人体部件,由生物制造师为您打造便是其职责所在。这些概念是全新的,相关技术也具有开创性。而这一职业的职位说明呢?它仍在撰写之中。

这一职业在美国已经开始崛起。2012年,《福布斯》在其“15个最具价值大学专业”榜单中,将 生物医学工程 (等同于生物制造师)列为第一。次年,CNN与 payscale.com 将其称为“美国最佳工作”。

这些结论基于薪资、工作满意度和就业前景等因素,美国劳工统计局预计,未来十年生物医学工程岗位数量将 大幅增长 。

与此同时,澳大利亚正在开辟自己的独特道路。作为多通道 人工耳蜗的发源地,澳大利亚在生物医学植入物领域已享有全球声誉。近期,植入式钛制 脚跟骨 与 下颌骨 的临床突破进一步巩固了澳大利亚作为该领域领导者的地位。

我近期协助创办了全球首个国际 生物制造硕士课程,旨在让新一代生物制造师掌握所需的多样化技能,以便为人体3D打印部件。

这些技能不仅限于技术层面;这一工作还要求具备与监管机构沟通、与临床医生协作的能力。这一新兴行业正在挑战现有的商业模式。

生物制造师的日常工作

日常工作中,生物制造师是研究体系中不可或缺的一环。他们与临床医生合作,针对临床需求开发解决方案;并与生物学家、材料工程师和机电一体化工程师合作,将方案落地。

生物制造师天生具备多面手特质。他们可以在凌晨讨论临床需求,上午与电气工程师探讨器件物理学,下午与生物学家交流干细胞分化,晚上则与潜在投资人洽谈。更不用说,他们还需始终关注监管事务和社会参与。

我们在ARC Centre of Excellence for Electromaterials Science(ACES)开展的研究,只有借助一支才华横溢的生物制造师团队才得以实现。他们协助我们开发用于再生断裂神经的导管,研发能够感知即将发作的癫痫并在其发生前加以制止的电子植入装置,以及经3D打印、可在损伤部位完美贴合的软骨和骨植入物。

随着跨学科网络逐步成形,我们每周都能看到更多应用。对于可穿戴或植入式传感器如何监测门诊患者的生命体征并将数据实时传回医生,研究人员仅触及了其潜力的皮毛。

与此同时,干细胞技术正在迅速发展。要将细胞发育为组织和器官,需要预先将细胞布置于适当的三维环境中,并使用定制设计、模拟人体内动态环境的生物反应器。

试想一下,能够将干细胞以三维方式排列,周围环绕其他支持性细胞,生长因子在整个结构中以极高的精度分布,并系统性地探究这些排列对生物过程的影响。事实上,这已经可以实现。

精通3D生物打印的人员将推动这些基础性探索。

未来展望

除学术研究外,生物制造师在为医疗器械公司设计新产品和新疗法方面也将具有不可替代的价值。那些怀有创业热情的工程师,将寻求创办自己的衍生企业。更为传统的制造业商业模式将行不通。

随着3D打印技术的发展,很明显,我们将需要针对特定临床应用的专用打印系统。用于软骨再生手术的打印机将专门为当前任务进行工程设计,仅将关键变量整合进一台稳健可靠的设备中。

经过适当培训的人员也将在公共服务部门找到职位,理想情况下可进入监管机构或社区参与领域。

为迎接这一未来职业,我们今天就必须开始培训,新的机遇正在涌现 biofab-masters-degree。我们必须打破阻碍此类进步的传统学科界限。我们必须与传统制造商群体展开合作,其具备的技能可为下一代产业所借鉴。

澳大利亚也具备有利条件,能够把握这些新兴产业的机遇。我们拥有目前正处于变革之中的传统制造业,拥有历经数十年积累的广泛先进材料知识基础,拥有充满活力的增材制造技能基础,以及日益增长的替代性商业模式环境。

本文最初发表于 The Conversation。阅读 原文。刊登本文并不意味着世界经济论坛认可其中观点。

如需紧跟 Agenda 动态, 订阅我们的每周简报。

作者: Gordon Wallace 现任 ARC Centre of Excellence for Electromaterials Science 执行主任,并担任 Intelligent Polymer Research Institute 主任,任职于 University of Wollongong。

图片:Hugh Herr教授(负责MIT Media Lab生物机电学研究组)站在展示该实验室所研发各类仿生肢体的人体模型之间。REUTERS/Brian Snyder。

分享:

授权与转载
世界经济论坛发布的文章,可依据《知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎4.0国际公共许可协议》以及我方《使用条款》进行转载。 本文所表达的观点仅代表作者个人立场,并不代表世界经济论坛的观点。