行業(yè)分析白皮書(第一版)發(fā)布：合作方：發(fā)布：白皮書白皮書whitepaper前言《生物3D打印技術(shù)行業(yè)分析白皮書》前沿聚焦生物3D打印作為革新生物制造的前沿技術(shù)，通過生物材料、活細(xì)胞與生化因子的協(xié)同整合，以微米級逐層構(gòu)建策略開創(chuàng)了體外功能組織/器官工程化制備的新范式。本技術(shù)深度賦能組織工程、再相較于傳統(tǒng)增材制造，該技術(shù)面臨三維生物相容性基質(zhì)構(gòu)建、細(xì)胞活性維持、微環(huán)境精準(zhǔn)調(diào)控等多重技術(shù)壁壘，涉及生物墨水開發(fā)、跨尺度打印工藝、設(shè)備系統(tǒng)集成等全鏈條創(chuàng)新突破。本白皮書立足全球技術(shù)演進(jìn)脈絡(luò)與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化路徑，基于專利導(dǎo)航的宏觀市場及數(shù)據(jù)系統(tǒng)解構(gòu)生物3D打印·本報告將量化技術(shù)信息?！そ沂旧?D打印產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展態(tài)勢?！そ沂狙邪l(fā)熱點(diǎn)，研究市場前景。·揭示區(qū)域布局與合作態(tài)勢。·揭示主要創(chuàng)新主體等關(guān)鍵信息?！は到y(tǒng)地了解產(chǎn)業(yè)的演化趨勢?！楫a(chǎn)業(yè)培育、建設(shè)和行業(yè)發(fā)展提供競爭情報和決策支持?！み@對于科學(xué)地推動生物3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有緊迫性和重要性?！び兄陧憫?yīng)國家政策，應(yīng)對國際競爭?！て浣Y(jié)合了生物材料、活細(xì)胞以及生化因子，通過逐層精確定位的方式，為體外功能化組織/器官的工程化制造提供強(qiáng)有力的手段?！?yīng)用領(lǐng)域主要包括組織工程、疾病模型和再生醫(yī)學(xué)等。·與傳統(tǒng)3D打印相比，生物3D打印涉及活細(xì)胞的使用?！ぶ饕魬?zhàn)包括生物材料的選擇、生物相容性、打印精度和制造效率等。2生物3D打印技術(shù)定義和基本流程定義·生物3D打印技術(shù)是一種前沿的增材制造技術(shù)，通過層層添加的方式，使用活細(xì)胞、聚合物和其他生物材料等生物材料的組合來制造復(fù)雜的三維活體組織和器官結(jié)構(gòu)。·其核心在于利用計算機(jī)三維模型為指導(dǎo)，通過特制的“生物墨水”來構(gòu)建人造器官和生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品。有望為器官移植和再生醫(yī)學(xué)提供替代方案，有潛力徹底改變醫(yī)療治療的方式。計計應(yīng)用擇3生物3D打印主要技術(shù)BD4中國生物3D打印技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大·技術(shù)成熟與應(yīng)用拓展推動市場增長技術(shù)創(chuàng)新能力不斷增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善·上游(生物兼容性材料供應(yīng))中游(生物打印機(jī)制造)下游(生物打印服務(wù))各環(huán)節(jié)加政策支持力度不斷加大·重點(diǎn)：生物材料、生長因子和細(xì)胞等活性材料的研發(fā)和生產(chǎn)?！げ牧献鳛?D生物打印技術(shù)的基石，其研發(fā)水平直接影響生物打印制品的質(zhì)量和功能。高質(zhì)量生物材料能夠有效模擬人體組織的結(jié)構(gòu)和性能，為打印出具有生物活性的組織或器官奠定基礎(chǔ)?！ぎa(chǎn)業(yè)聚焦于生物打印設(shè)備的制造與生物打印服務(wù)的提供?！ど锎蛴≡O(shè)備作為技術(shù)核心，其精度、穩(wěn)定性和易用性直接影響打印效果。·下游涵蓋了醫(yī)療和生物制造領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用?！めt(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用：用于制造各種人工組織和器官，為治療疾病提供新可能。·生物制造領(lǐng)域應(yīng)用：用于生產(chǎn)生物燃料、生物材料和生物傳感器等產(chǎn)品?！な袌隹傮w特點(diǎn)：市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，技術(shù)日益成熟，應(yīng)用范圍廣泛拓展。·市場規(guī)模預(yù)測：據(jù)北京研精畢智預(yù)測，到2026年，全球3D生物打印機(jī)市場規(guī)模有望達(dá)到94億美元，年復(fù)合增長率高達(dá)24.5%?！ぜ夹g(shù)與應(yīng)用進(jìn)展：3D生物打印技術(shù)取得長足進(jìn)步，應(yīng)用范圍和精度不斷提升?？茖W(xué)家已成功打印出高復(fù)雜度和精度的功能器官(如心臟、腎臟、肝臟),為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域器官移植帶來希望，為病患帶來福音?！の磥碚雇弘S著技術(shù)不斷成熟和完善，有望徹底改變醫(yī)療保健領(lǐng)域格局，為更多患者帶來福音?；趯＠麑?dǎo)航的宏觀市場及數(shù)據(jù)2全球地區(qū)及中國專利布局情況專專利申請數(shù)量(件)0省/市專利數(shù)量占比廣東江蘇北京上海浙江四川陜西山東湖北福建■■一一一3技術(shù)來源國分布其他，1292,其他，1292,是美國，其是3399件專利的最早優(yōu)先權(quán)國，數(shù)量位居第二，其在核心技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)方面引領(lǐng)全球。從生物3D打印技術(shù)五局流向情況圖中可以看出，技術(shù)來源為中國的專利主要集中布局在中國本土，共出現(xiàn)6925件專利，占比高達(dá)94.90%。相比之下美國在非本國的目標(biāo)市場上的專利布局比中國要廣泛得多，首先美國在中國市場的專利布局就出現(xiàn)了224件專利，幾乎是中國在美國市場布局量的兩倍，但中國市場并不是美國的主要布局國家，排在前兩位的分別是歐洲和日本，分別出現(xiàn)411件和253件專利，反映了美國在全球生物3D打印領(lǐng)域的積極擴(kuò)張和競爭姿態(tài)。5涉涉及專利量(件)轉(zhuǎn)讓，981440■訴訟000000000000000010■許可0000202000010504577■質(zhì)押00000000000024■轉(zhuǎn)讓001010238轉(zhuǎn)專利運(yùn)營情況(中國)轉(zhuǎn)質(zhì)押許可讓質(zhì)押，45.許可，39,6%轉(zhuǎn)讓659.■廣東■江蘇1北京■上海浙江政府機(jī)構(gòu)，政府機(jī)構(gòu)，其他，4,其他，4,個人，19,2.36%醫(yī)院，1095,院校/研究院校/研究公司，7031,公司，7031,公司，2868,院校/研究公司，2868,院校/研究所，3475,院校/研究所8專利數(shù)量排名(top20)奧加諾沃公司奧加諾沃公司-(US)388四川藍(lán)光英諾-(CN)280浙江大學(xué)-(CN)227羅基醫(yī)療-(KR)180安斯百克特生物-(US)172上交大附屬第九醫(yī)院-(CN)135華南理工大學(xué)-(CN)121清華大學(xué)-(CN)114廣州邁普再生-(CN)113浦項工科大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)-(KR)111杭州捷諾飛-(CN)99TR碧歐法博-(KR)98ADVANCED-(US)96波艾蒂斯公司-(FR)93維克森林大學(xué)健康科學(xué)-(US)88吉林大學(xué)-(CN)79西安交通大學(xué)-(CN)76·在1993年美國地區(qū)就已出現(xiàn)生物3D打印相關(guān)技術(shù)積累，目前處于技術(shù)快速發(fā)展期?！ぶ袊谶@塊領(lǐng)域中略微落后于全球，自2014年后開始快速增長?！V東相關(guān)技術(shù)積累最多，其次為江蘇、北京、上海和浙江，都處在經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)區(qū)域，擁有良好的科研基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)配套?！ぶ袊谏?D打印領(lǐng)域的技術(shù)積累，后續(xù)流向主要局限于中國本土；但美國在非本國的目標(biāo)市場上比中國要廣泛和活躍得多，反映了美國在全球生物3D打印領(lǐng)域的積極擴(kuò)張和競爭姿態(tài)?！ぴ诩夹g(shù)所有主體方面，全球范圍內(nèi)，公司占有占比最高，表明商業(yè)實體在全球該產(chǎn)業(yè)中占據(jù)主導(dǎo)地位，但中國的最高占比主體是醫(yī)院和院校/研究所，反映出相關(guān)技術(shù)依然有待有效轉(zhuǎn)化?；趯＠麑?dǎo)航的重點(diǎn)關(guān)注技術(shù)方向設(shè)備，3360,生物墨水，生物墨水，金屬材料，金屬材料，工藝，5174,高分子材料，2生物墨水線性(全球)0全球中國4上海023專利申請量(件)3專利申請量(件)3生物墨水0中國省/市專利數(shù)量廣東北京浙江上海江蘇□44生物墨水載體，生物墨水熱點(diǎn)技術(shù)方向上海生物墨水領(lǐng)域熱點(diǎn)技術(shù)功效5生物墨水熱點(diǎn)技術(shù)方向——權(quán)利人分析奧加諾-US羅基醫(yī)療-KR四川大學(xué)-CN哈佛校長研究員協(xié)會-US瑯歌生物-US贏創(chuàng)運(yùn)營-DE0上海生物墨水主要專利權(quán)人專利數(shù)量(件)上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院上海大學(xué)東華大學(xué)中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所上海理工大學(xué)9上海交通大學(xué)99上海市第六人民醫(yī)院7王靖童3華東理工大學(xué)30專利數(shù)量(件)生物墨水主要專利權(quán)人(藍(lán)：海外；橘：中國)生物墨水主要專利權(quán)人(藍(lán)：海外；橘：中國)63D打印部位應(yīng)用腎臟，415,7%腎臟，415,7%肝臟，528.9%骨組織，2311.皮膚，702,心臟，611,◆羅基醫(yī)療保健公司(Rokit)羅基醫(yī)療設(shè)備專利申請趨勢羅基醫(yī)療設(shè)備專利區(qū)域布局以及法律狀態(tài)序號1標(biāo)題審中申請日6序號126公開(公告)號標(biāo)題用于基于光的生物打印應(yīng)用的生物墨水水溶液以及使用該生物墨水水溶液的方法珊瑚生物墨水biogum和植物膠水凝膠生物墨水，用于體外培養(yǎng)和移植的組織結(jié)構(gòu)的生理3D生物打印雙網(wǎng)絡(luò)生物墨水用于體外培養(yǎng)和移植的人體組織生理3D生物打印的組織特異性人體生物墨水用于修復(fù)骨缺損的3D生物打印生物墨水的制備和應(yīng)用，基于具有天然或合成磷酸鈣顆粒的纖維素納米纖維水凝膠簡單法律狀態(tài)PCT指定期內(nèi)PCT指定期內(nèi)審中有效申請日材料類型生物墨水生物墨水生物墨水生物墨水生物墨水生物墨水重點(diǎn)關(guān)注權(quán)利人分析——生物墨水領(lǐng)域具有改進(jìn)的物理和生物特性的生物墨水組合物具有改進(jìn)的物理和生物學(xué)特性的生物墨水組合物具有改進(jìn)的物理和生物特性的生物墨水組合物具有改進(jìn)的物理和生物特性的生物墨水組合物生物技術(shù)與物理和生物特征的結(jié)合含有骨形態(tài)發(fā)生蛋白并促進(jìn)骨形成和成牙本質(zhì)細(xì)胞分化的生物墨水生成的功能性生物墨水組合物含有血管內(nèi)皮生長因子并誘導(dǎo)血管生成的功能性生物墨水組合物生物墨水生物墨水生物墨水生物墨水生物墨水生物墨水生物墨水◆奧加諾沃公司OrganovoHolding具體打印部位應(yīng)用專利申請趨勢具體打印部位應(yīng)用專利區(qū)域布局以及法律狀態(tài)序號標(biāo)題申請日審中審中血管4審中近幾年具體打印部位應(yīng)用典型專利6序號4生物打印半月板移植物及其應(yīng)用審中生物打印半月板植入物及其使用方法審中申請日血管近幾年具體打印部位應(yīng)用典型專利◆生物3D打印細(xì)分技術(shù)中，材料相關(guān)積累最受關(guān)注，工藝次之，設(shè)備相關(guān)積累最少?！舸蛴〔牧霞夹g(shù)積累中，醫(yī)用高分子材料技術(shù)積累最多，其次為生物墨水、金屬材料、非金屬材料分布居第二、三、四位?！羯锬夹g(shù)積累的最早地區(qū)是美國。中國在2015年前后技術(shù)積累迅速增長，并在2021年到達(dá)頂峰。展現(xiàn)了較大的發(fā)展?jié)摿?。◆從?yīng)用場景上，骨組織、血管、皮膚和心臟，分別占據(jù)了技術(shù)積累的前四位。但肝臟和腎臟領(lǐng)域的積累較少?！粼O(shè)備相關(guān)積累來看，打印機(jī)注射器模塊、腔室環(huán)境控制裝置、印刷表面溫度和自動調(diào)平等功能，占據(jù)該領(lǐng)域技術(shù)積累前四位。◆全球頭部公司的技術(shù)積累上，主要集中在再生皮膚組織、腎毒性評估及疾病模型、新型血管構(gòu)建、三維肝臟構(gòu)建、軟骨半月板和3D淋巴器官構(gòu)建等方面。我國在這方未來趨勢和建議——以血管打印為例◆材料研究進(jìn)展推動技術(shù)革新用性?！魬?yīng)用場景需求催生個性化產(chǎn)品和服務(wù)22·需要上下游產(chǎn)業(yè)集群的富集·需要品控和標(biāo)準(zhǔn)化的建立·需要行業(yè)協(xié)會和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)·需要成熟化生產(chǎn)體系的建立(國產(chǎn)替代)·需要接軌國際化產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)(至少行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))·需要上下游企業(yè)的聯(lián)動滿足個性化需求·逐步完善以上體系中，逐步拓展復(fù)合材料體系，滿足個性化應(yīng)用場景·建立每個復(fù)合材料體系的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)/XMATERIALSTODAYBIO,2024,29:10136的技術(shù)集群和產(chǎn)業(yè)布局，并明確重要發(fā)展方向。受益，亟待探索與臨床探索合作新模式和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。2發(fā)展建議2·上海在生物3D打印技術(shù)的創(chuàng)新方向可以聚焦以下幾個關(guān)鍵點(diǎn)：一是多材料和多工藝融合打印，以實現(xiàn)復(fù)雜異質(zhì)組織的精確構(gòu)建；二是提高打印精度和效率，開發(fā)新的生物3D打印使能技術(shù)；五是微生理系統(tǒng)和器官芯片，發(fā)展3D打印的微流控芯片，實·同時，應(yīng)探索與人工智能、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域的深度融合，實現(xiàn)更智能化、自動化的打印過程，并與生物科技、制藥等應(yīng)用場景深度合作，推動藥物研發(fā)和疾病治療的進(jìn)步。3發(fā)展建議·當(dāng)前類器官技術(shù)已廣泛應(yīng)用于臨床前藥物篩選，并逐步成為新藥開發(fā)流程中的重要工具。然而傳統(tǒng)類器官培養(yǎng)方法多依賴來源不明、批次差異顯著的動物源基質(zhì)膠，限制了類器官模型的可重復(fù)性與產(chǎn)業(yè)化能力?！ど?D打印作為一種具有高度可控性與自動化潛力的工程手段，能夠在空間維度精確構(gòu)建組織結(jié)構(gòu)，并通過組織特異性生物墨水模擬不同類型的組織外基質(zhì)，實現(xiàn)類器官微環(huán)境的仿生重構(gòu)。提升類器官的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、生理相關(guān)性與功能表現(xiàn)，同時也為標(biāo)準(zhǔn)化、高通量的制備流程奠定基礎(chǔ)?！そㄗh未來可重點(diǎn)關(guān)注工程化技術(shù)與類器官模型的融合應(yīng)用，推動制定統(tǒng)一的制備標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量評價體系，進(jìn)一步強(qiáng)化我國在新型藥物評價模型領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先地位。4發(fā)展建議4·目前