康沃：以声场生物组装技术为核心，规模化生产功能性人造组织和器官

转载原创 张靖 动脉网 2022-06-22 

近两年，再生医学的热度正持续攀升。

一方面，再生医学领域的多种技术正迅速突破。例如，国内创新科技企业“深圳康沃先进制造科技有限公司（以下简称康沃）”已通过细胞培养、声场生物组装等技术成功构建出了心肌组织、神经组织、肌肉组织和肝脏类似物……

另一方面，越来越多的再生医学技术开始向临床探索。例如，2022年1月，马里兰大学医学院的科研人员和外科医生成功完成世界首例猪心脏移植人体手术，帮助患者延续了59天的生命；2022年3月，3D Bio Therapeutics公司成功将人类自体细胞3D打印的耳朵移植，为患者重建了外耳……

对于迅速发展的再生医学领域，其主要解决的是终末期器官疾病问题以及器官移植中供体缺乏的问题。

对于终末期器官疾病问题，再生医学技术能够研发生产出人工器官，用以代替患者老化、衰竭的器官，延长患者生命。例如，人工心脏、人工肾脏分别是心力衰竭患者和终末期肾病患者的最后希望。

同时，人工器官还是糖尿病、尿毒症等无法治愈疾病的可选解决方案，如人工胰腺可用于解决糖尿病问题。

目前，根据《中国心血管健康与疾病报告2020》推算统计，我国心力衰竭患者约890万人；国家卫健委的数据显示，我国终末期肾病患者超150万人，并以每年12万-15万人的速度增长；根据《2021全球糖尿病地图》数据，我国糖尿病患者人数高达1.4亿人。除了心脏、胰腺、肾脏，其他人体器官终末期疾病患者数量同样不少，如我国终末期肝病患者约有800万人。

可以看到，人工器官作为终末期器官疾病患者的最后希望，其拥有巨大的社会价值及广阔的市场空间。

对于器官移植问题，人工器官可代替捐献器官，直接被移植至患者体内，从而缓解或解决供体短缺的情况。

目前，全球移植器官均表现出严重短缺的态势。例如，我国每年晚期心衰患者多达150万人，但实现器官移植的患者仅约为500-600人，美国等待合适器官进行移植的患者达11万。

基于人工器官的价值及巨大的临床需求，“华源再生医学”等少数创新企业开始专注于研发人工脏器。

不过，华源再生医学在制造生物组织和器官的过程中发现：现有的生物制造技术很难做到高精度、高仿真的组织结构，为细胞提供一个完美的微环境。这一问题将导致制造出的组织器官较为松散，且很难拥有组织器官原本应有的功能。

幸运的是，华源再生医学创始人郑立新先生在全球范围内寻找到了声场生物组装技术，能够解决现有人工组织器官“形似”而不“神似”的技术困境。因此，郑立新先生邀请声场生物组装技术的发明人陈璞教授创办了康沃。

资料显示，康沃是全球首家以物理声场为平台，融合干细胞发育、传统3D打印等技术，操控干细胞的发育成长以及细胞和材料的组合，合成高活性生物组织和器官的创新科技企业，其长期目标是制备高质量的临床级人造器官。

康沃表示：“我们希望通过融合多种生物制造技术，高效、智能化地制造高仿真度的组织、器官，以此赋能生物医药、人造肉行业，并为临床提供可使用的人造器官产品。”

6月17日，康沃举办了主题为“新一代生物融合制造技术”的CJTER系列医工融合云课堂活动。参会嘉宾包括《中国组织工程研究》杂志社赵萌、武汉大学基础医学院生物医学工程学系主任陈璞教授、华南理工大学材料学院曹晓东教授、武汉大学人民医院超声影像科周青教授、浙江大学机械工程学院马梁副教授、香港城市大学生物医学工程系陈家宏副教授、浙江树人大学树兰国际医学院附属树兰（杭州）医院傅红兴副教授、康沃先进制造科技有限公司董事长郑立新先生。

活动现场，各位参会嘉宾就目前组织器官制造的进度和难点、声场与3D打印融合制造技术在组织器官科研制造中的特点、声场组装器官应用的启发、微流控和细胞微包裹等先进技术在组织制造中的应用等议题展开了讨论。

据介绍，人体组织中拥有较高的细胞密度，如肝脏中细胞外基质只占0.5-3%，但在传统生物3D打印中，生物墨水（仿细胞外基质）的含量远高于这一占比，导致传统生物3D打印的组织无法具备足够的细胞密度，细胞间较难形成连接，致使整体功能性较差。另外，挤出式生物3D打印的打印喷头对细胞施加了剪切力的影响，使细胞成活率不理想。

康沃创始人、声场生物组装技术发明人陈璞教授表示：“不同于现有的传统生物3D打印技术，声场生物组装技术可通过调制空间中的能量分布，直接对细胞进行操控，形成类似原代组织的细胞密度，保证细胞间的连接，从而保证组织的功能性。文献和实验表明，恰当的细胞密度和细胞间连接有利于提高组装产物的功能性并促进干细胞的分化。”

康沃认为，声场生物组装技术将打破生物制造技术的极限，可规模化生产各种人造组织和器官，为再生医学临床级应用和药物研究提供了创新技术平台。

截至目前，康沃已完成第一代CB101生物组装仪的组装、第二代生物组装仪的设计，即将完成升级版CB102生物组装仪的组装。

基于测试版及第一代CB101生物组装仪，康沃团队成功构建了能够自主整体节律性跳动的心肌组织、具有良好功能表征的肝类似物、具有生理电信号传输功能的三维神经网络和细胞紧密排列的几厘米肌肉组织。除此外，康沃还在研发软骨、微血管和胰腺类似物等组织。

相比于传统生物3D打印技术制造的组织器官，康沃制造的心肌组织能够实现节律性跳动，三维神经网络能够实现生理电信号传输……可见，其制造的组织器官又向前推进了一大步。

如今，康沃的主营产品为多代基于声场的生物融合组装仪、细胞、生物墨水和其他耗材。其中，声场是一种依靠声波驱动的能量场，可以对细胞、粒子等有质量和尺寸的物体在三维空间上定位。通过传统的光固化、温敏的水凝胶技术，生物组装仪能在极短时间内完成细胞和介质的组装。

康沃表示：“公司现阶段主要为科研行业、医工联合行业、制药行业提供设备、耗材以及药筛和病理模型的服务；同时，公司还将为人造肉等涉及细胞整体生长发育相关的产业提供高性能制造解决方案。”

作为致力于临床级人造器官的创新科技企业，康沃拥有强大的研发团队。其中，康沃创始人陈璞教授是声场生物组装技术的发明人，其曾在斯坦福大学、哈佛大学和武汉大学应用该技术制造出高活性组织，并形成了相应的专利体系。

此外，基于斯坦福大学时的技术，陈璞教授已在武汉大学完成了技术迭代，并申请了相关专利。如今，康沃已经完成了陈璞教授相关专利的转让，并正在撰写其他专利进行专利布局。

康沃董事长郑立新先生截止目前已投资和创立了近十个器官和组织再生的项目及公司，包括美国哈佛大学的Iviva器官公司，日本京都大学的Rege Nephro肾再生公司和中国的华源再生医学公司。

郑立新先生表示：“只有对细胞制备工业、生物材料、器官合成、器官移植等多个产业深度的理解，才有可能掌握生物组装技术的核心。”

另外，华源再生医学公司目前在中国拥有95名研发器官再生的科研人员，在细胞发育、培养、移植、生物材料制备、器官合成等方面拥有5年的开发经验。这为康沃提供了得天独厚的技术支持平台。

基于强大的研发团队及郑立新先生给予的资金和资源支持，康沃计划在2022年推出一代机器的两个机型，并完成三个代次的设计，同时在10个人体相对简单的组织和器官上进行组装，测试设备的性能以及其组织产品的性能。

在五年内，康沃希望陆续优化产品，建立AI大数据库，提供云端服务平台，组装复杂的人体组织和器官，如心脏、肝脏、肺等，并使部分临床级产品进入临床实验阶段。

目前，康沃正在进行1000万元人民币种子轮融资，筹集资金将用于设备、耗材、平台等产品的销售和迭代开发，以及组织、器官类似物的产品化推进。