CartilaGen以载药新材料和3D打印实现精准治疗，Skelmet用3D打印个性化可穿戴

麻省理工学院中国创新与创业论坛（简称 MIT-CHIEF） 是美东地区最大的创新创业平台，汇集了美国最尖端的人才和项目，融合了中国和美国的各项优势资源。在刚刚过去的七月里，十六支涵盖医疗健康，新能源，教育及金融等领域的创业团队和 MIT-CHIEF 一起，走访了北京，上海，深圳和成都四大城市和与其相关的创业合作基地，与当地的政府，企事业单位代表进行了卓有成效的合作与交流。

CartilaGen Co是一家由美国著名医学院骨科医生和生物医学工程师创立的骨科生物制剂和器材公司。公司创始团队拥有二十多年的运动损伤，骨关节炎病理生理和生物活性材料方面的深厚科研实力，同时在 3D 生物打印领域拥有核心技术。目前，CartilaGen 专注于开发用改变病程的药物，复合生物材料药物载体，3D 生物打印活性内植物和可穿戴给药装置，用于治疗由于创伤，过度运动，和老化引起的关节损伤和骨关节炎。

Skelmet 是一家通过3D扫描和3D打印等前沿技术颠覆传统制造业，打造个性化定制化可穿戴产品的公司。其通过智能设计+柔性生产的模式自动设计并生产出适配于每一个消费者的可穿戴产品。Skelmet 的核心智能设计包括人体 3D 扫描模型的特征识别与处理，以及产品的自动设计建模技术。目前的研究主要围绕人体的头部展开，其覆盖产品包括眼镜，头盔，面罩等等。

生物科技的创新与定制化可穿戴产品理念会碰撞出怎样的火花呢？让我们一起看看这两支风格不同的团队是如何作答的。

三位好！能否简短的和机器之心的读者介绍一下各自的团队还有公司的产品？

于寅：我们公司（CartilaGen）主要是由生物医学工程师，大数据工程师，骨科医生，还有前世界 500 强公司的产品经理组成。我们主要从事的是跟骨科相关的一些生物制剂，细胞治疗和医疗器械，用再生医学的方法，研发出针对运动创伤和骨关节炎的含药生物材料和具有生物活性的可植入假体，用于疾病的日常预防，手术治疗还有术后的康复。

王雨亭：我们（Skelmet）是解决了穿戴产品不适配的问题。我们通过 3D 扫描和 3D 打印技术为每个人量身定做只属于他们的产品。这个想法最初是来自于曹宇。

曹宇： 对，我大学的时候骑摩托车，发现头盔非常夹头，到了美国之后发现原来外国人的头部很圆，脸很小。其实，中国人和外国人的脸部是有很大差异的。市场上 90% 的头盔和眼镜相关的可穿戴产品是为西方人设计的，不太符合中国人的人体工学。那为什么不用一种比较友好的方式来解决这种问题呢？后来我想到结合不同的算法，利用 3D 扫描和 3D 打印技术给每人设计不同的产品。

刚才 Skelmet讲了自己的契机，是因为生活中的一个发现开始这方面的研发和尝试。那 CartilaGen 团队开始的初衷是什么呢？

于寅：我在国内做了一段时间的骨科医生，来到美国读生物医学工程专业的博士，同时在医院的骨科工作，主要是从事再生医学研究的。我和我同事在学校里面做出了一些成果并有了专利，同时意识到这些技术在临床转化方面的价值，而现在这个公司就是在使用并且继续开发这些专利的应用，试图通过资本的帮助，尽快地将这些技术实现临床应用，惠及病人。所以说成立公司是一个很自然的过程，学校也很支持和鼓励，再加上一开始就受到了一些资金的支持，事情就做起来了。

那对于这种科研向的项目，往往会遇到很多研究上的技术难题，在你们的发展过程中，遇到最大的技术难题是什么？

于寅：我们现在的专利技术是经过了过去的六到七年的不断完善而成的。在这个过程当中，必须经过基础生物医药方面的研究，材料学的研究，动物实验，临床前试验，每一步的成功与否，都是挑战。后期最大的壁垒就是怎么才能尽可能快的获得 FDA 和 CFDA 的批准，并且顺利完成临床试验，进入临床的使用。

除了技术方面，在市场或者推广方面有没有什么困难呢？

于寅：我们目前处于研发阶段，暂时并没有涉及市场推广。目前的主要困难是融资，期初我们在美国寻求非股权融资 （可转债），因为对投资人和创业人来说，早期的估值比较难说。但通过这次中国行，回国谈了之后，国内的投资人都比较倾向股权融资，我们现在也开始考虑股权融资。后期进入国内，如何做好市场和医疗审批和销售方面的渠道非常重要，所以对于融资而言，我们不单单是找资金支持，而是希望找更了解国内市场的合作关系，例如专业的医疗投资机构，有医疗方面的资源和政府资源的对接。同时也希望寻找熟悉国内医疗行业运作的有经验的人加入我们团队，来克服可能预见的回国落地和开展业务方面的困难。

谢谢！ 那在 Skelmet 发展过程中遇到的最大的困难是什么呢？

王雨亭：对于团队而言，目前最大的困难就是人才需求，因为我们做的事之前没有人做过，加之是一个多学科交叉的系统，需要具有很强的知识综合能力的人，所以前期我们只能先自己学各种知识，然后再教给其他员工。现在团队里做设计的大多数是工程学出身的，所以如何重新定位他们的工作，如何重新学习设计，并将软件或者算法方面的东西结合到设计中去也是我们要考虑的问题。

曹宇：我们认为，现今不管互联网也好，信息技术也好，都是在操纵信息。我们相信在不久的未来，信息技术会最终影响到产品制造。我们现在是用编程的手段去操作这个产品设计，也就是说，未来的设计师是设计一种算法或者是很多算法，通过算法进行自动设计，而不是亲手去操作，这整套工程体系，和商业模式都是全新的。除了人才的需求外，我们现阶段需要尽快地把产品商业化，这样才有一个可持续发展的过程和人才的积累。

谈到产品和商业化的问题，你能否深入给我们讲解一下你们这个商业模式给消费者带来的好处？

曹宇：商业模式的话，现有的可穿戴产品，都是通过铸造或铸模的方式来制作的，一样的产品戴到不一样的人身上会有很多问题。并且消费者在购买产品时，通常需要到各种店铺去试戴，占用了许多线下店铺的资源和消费者的时间，甚至很多消费者一辈子没戴过真正适配的产品。我们的系统就能完全解决这些问题。无论是对节约消费者的时间投入，提高产品的价值和实用性，还是提高生产效率，我们可以说解决了困扰消费者和传统制造业数十年的难题。

制定化本身也满足了未来社会个性化的需求。那么，相同的，对于CartilaGen，你是如何看待你现在所属的这个领域的发展趋势？

于寅： 首先我们公司给自己的定位是给我们所在领域的疾病治疗带来新的思路和治疗标准。以往和当前对于组织器官疾病的通常的做法是，我把病人病变的组织切除或是使用金属和塑料假体给病人做替代。现在比较新的理念是促进病人自己的身体去再生它来修复它，这是在未来的 5 到 10 年，甚至更长的时间比较推崇的治疗方案。另外，在疾病或者发病之前（预防性治疗），通过基因检测也好或者对病人的生理病理指标进行追踪分析，在发病的最早期阶段就采取有效的手段阻断这个疾病后续的发展。我们做的是骨科的东西，主要针对运动损伤和老年人的骨关节炎。运动过程中总会出现损伤，比如像现在中国有很多人开始喜欢跑步，跑马拉松，大家都会感觉到膝盖的疼痛。我们研发的一个佩戴装置可以在运动的过程中，稳定运动人群的膝关节来阻断或者预防关节创伤的产生，同时我们开发出相关的含药生物材料，就是在创伤发生后尽早地进行治疗，使它不会在年纪变大之后产生骨关节炎。另外，我们跟 Skelmet 一样，他们用 3D 技术打印做定制化产品，我们用 3D 生物打印技术做组织器官的植入物。这种产品是通过植入带有生物活性的材料来修复受到创伤的病人的软骨和骨组织。我们各个技术整合起来会降低治疗过程中的副作用和并发症，并做到个性化的靶向治疗，能最有效地发挥病人身体上的再生修复的能力，更自然的缓和甚至治愈疾病。

谢谢！因为两个团队都是刚刚参加了 MIT-CHIEF 的中国行，可以跟大家分享一下这次中国行的经历和感受吗？

于寅：在来波士顿之前我就知道 MIT-CHIEF 这个组织了，但之前一直在美国中部地区读书，并没有很好的接触，正好这次知道他们要举办中国行， 就报名参加了，经过筛选很荣幸我们选上了。因为我们打算今年年底在国内落地，所以这也是一个很好的机会。最大的期待就是见到相关行业的专业投资人，获得融资的机会，再者就是看看各个城市不同的需求以及当地政府的支持力度，看有没有政府的资源我们能获取来帮助我们在国内落地。所以，这些目标都实现了，感觉 MIT-CHIEF 是一个很靠谱的团队。

王雨亭：因为我们之前就认识 MIT-CHIEF 的主席和副主席，所以对于他们个人还有这个团队还是挺了解的。这次中国行，刚开始并没有抱那么大的期望，因为不太清楚它整个流程或是规划是怎样的。但通过一圈多个城市的走访，接触到了很多资源，包括供应商，生产商以及投资人，在各方面都有不同程度的收获。除此之外最大的惊喜，是人，因为创业过程很艰辛，能收获一群志同道合的可以一起分享资源经验的小伙伴，我感觉特别难得。

那你们认为， 在中美的创业文化上，或者在整个大的政策和国家的支持上面，环境上有没有特别明显的不同和相同？

王雨亭：最大的感触是中国整体效率非常高，微信太强大了。因为在美国，每一次想找一个人，都会需要发邮件给他，一来一回，这个沟通过程往往不够流畅效率也偏低。但是这次在中国的感受就不一样，比如有一次，我去一个办公室见一个投资人，当场聊完了以后他马上打电话给另一个可以对接资源的人，过了 20 分钟，我就在另一个人的办公室，这种效率在美国是绝对不会有的。

于寅：我也遇到了类似的事。就是在深圳的时候，一个一直跟我们有接触的投资机构，我跟他们投资经理谈，谈了一个多小时后他说，「走，我带你去见我们投过的另一个公司」。因为当时他觉得我们和这家公司有合作的可能性。于是我们打了个车就去那个公司和他们的负责人开始谈项目了。他们和我们这些创业者一样，都很拼命，我们从下午五六点一直谈到晚上十二点多，关于怎么挖掘项目，关于合作的可能性等等，同样的事儿也发生在北京，两次都是和投资人一直谈到深夜。

公司都是在这边建立起来的。经过了这次，是否比原来更想回国落地，还是国内竞争压力太大，还是觉得这边的环境更合适一点？

王雨亭： 我因为从小出国，对中国发展缺乏深入了解。这次回去以后，觉得无论从市场，效率还有投资这块，中国机会都非常多，所以接下来会开始拓展中国市场。现在我们主要做的是一款基于公路骑行用户的发烧级的眼镜。不仅完全保证适配性，由于 3D 打印的灵活性，用户还可以发挥自己的想象力，加入很多个性化的功能和选择。公路骑行在美国这边用户群体很大，运动眼镜的市场也非常成熟，我之前不太清楚中国体育界和骑行界到底发展到了一个什么程度，这次回去接触了一些运动平台，发现这是个极速增长的市场，给我们提供了极大的拓展机会。

于寅： 我们之前做市场计划的时候其实是两块，一块中国，一块美国。我们针对的病人人群，中国病人的数量是美国的四到五倍左右。但是中国这个市场，已开发的市场的体量大概是美国的二十分之一都不到。我们这次回去跟同领域的投资人聊过之后，他们也有一个共识，在国内现在做这个方向的现在比较少，或者说几乎是没有。但在未来，五到十年之后，这个领域肯定是有那么几家公司能发展起来。所以我们是计划要回去，主要重心放在国内来做这个公司。

感谢几位分享你们中国行的一些感受及接下来的市场规划。现在我们聊回产品技术本身，技术永远都是最值得深聊的话题之一。那首先问 CartilaGen 这边，能请您介绍一下你们公司的「可穿戴性给药装置」吗？具体长什么样？具体会有怎样的功能？

于寅：我们公司的创新是将传统的通过系统性的口服给药手段进行改变。我们有一个新型的生物材料可以直接通过注射器或是其他手术手段注射到病人受到创伤的关节内部，达到完全的「靶向治疗」。这样以来，大大减少了系统性的副作用。比如说，口服镇痛药消炎药会出现胃出血。但是我们能做到，哪里痛就给你治疗哪里，而且直接针对造成损伤的治疗靶点，这就是所谓的靶向给药。另外，可穿戴的装置主要是针对运动人群，运动过程中你穿戴在膝关节上的给药装置， 它整体外形很像一个护膝，里面会有能穿透你皮肤的小分子化合药。在你运动过度的时候，机械力的刺激就会激活那个膝关节的装置，对药物进行释放。这样你就会及时接受到镇痛药，就不感觉到疼了。我们看足球比赛运动员扭伤了之后通常要下场补药，但如果用了这个装置，他们就不需要了。下一步如果有可能的话，我们会希望这个装置能监控运动员在运动过程中的肌肉和膝关节运动数据，即作为拥有信息反馈功能的可穿戴装置。这样的话，在运动的过程中，教练就可以在场边监控，如果球员的肌肉感觉到疲劳，数据反馈到监控器上，那教练就可以把球员换下来避免运动损伤。这个是我们后续的开发。现阶段我们正在研发一个感应器，可以感受到运动时人的肌张力变化。

那就是，之后也会结合医疗大数据这方面的。一些运动员或运动爱好者有一些骨关节的创伤，如果他们戴上 CartilaGen 的这个装置后不仅可以比较高效的给药，同时还有可能通过一些智能的数据分析来及时反馈，从而更好的运动不至于损伤。

于寅： 是的，算是接下来努力的一个方向。

对于 Skelmet 而言，你们是如何将这个3D打印技术跟传统的加工方式结合起来的？

王雨亭：传统的方式是铸模，未来是 3D 打印，在现阶段，有些零件由于成本和材料等问题无法用 3D 打印生产，也没必要用 3D 打印。因为传统的铸模件，像镜片，金属零件，以及硅胶垫，都是很成熟的技术，并且不涉及个性化所以无需打印。

曹宇：对于我们而言，无论是 3D 打印还是传统加工，最终我们要的是一个最好的产品，并不是一个噱头。具体来讲，比如一些小配件，可能就是需要铸模，铸模件和打印件如何去加工和在设计上进行配合，这些可能就是很多公司没有去考虑的。我们所做的制造，是柔性生产，并不是说单一的 3D 打印生产。如果在未来有更好的方法提高产品的质量和性能，我们都会尝试地去做。

那 CartilaGen 也会考虑一些更定制化的产品吗？

于寅： 当然，我刚才说的那个可穿戴的装置就会使用 3D 扫描结合 3D 打印，在某种程度上实现定制。我们另一个骨科的内植物，你们可能都知道的，就是金属人工关节。我们在做的是一个有生物活性的和人体组织很类似的植入物。在这个方面，我们用的也是 3D 打印技术，但是是属于生物 3D 打印。生物 3D 打印通过生物材料和细胞组合，根据病人的骨，软骨或者膝关节的结构，以及更深一层的细胞结构通过软件重建出来。最后再进行体外培养之后，获得一定的力学强度，再把它植入进病人体内。因为这是病人自己的细胞，所以它会和体内其他组织融合性高，避免排斥，且这样植入的活性生物体较金属而言，生命周期会更长（传统的金属植入使用周期是 10 到 15 年）。

聊完产品技术我们再来看看用户的需求。同样都是生产与用户亲密接触的装备，在生产设计产品的过程中，产品设计师对产品的设想与用户所期待的产品会有所偏差么？

于寅： 我觉得取决于你这个偏差是怎么定义的。产品的第一代，第二代，第三代， 他们不断地迭代就会更新。所以我们可能会将自己第一代的的产品交给一些专业人员来尝试，拿到反馈；在进行第二代的迭代时尽可能满足多的客户的需求。一开始，肯定是满足那一些最愿意尝试新东西的人或者专业运动员等等，然后通过他们来影响普通消费者，这样我们会得到比较有意义的反馈。到了第三代或者更后期的产品，我们再针对不同人群，不同身高体重年龄的人群的反馈，制造出一款比较适合普通消费者的产品。

曹宇：因为我们本身做的就是走制，所以这些产品都是通过算法为消费者设计的。我们要做的是把算法的识别率提高。作为一个专业做订制的厂商，我们肯定是为消费者着想。除非是极个别的极端数据，例如有些人的眼睛就是一只朝上，一只朝下，这样的个别情况我们会单独考虑。

好的，谢谢！采访最后是我们 Synced Talk 的固定快问快答环节。每一期我们都有固定的主题，这一期我们的主题是可穿戴与智能医疗。那么这里有三个问题，请你根据直观感受作答。第一个问题，你们认为既智能手表之后，什么会成为下一代可穿戴成品的主要载体？

曹宇：我觉得，智能的趋势都会逐渐向头部进行转移。因为头部的感觉器官非常多，人类大脑的构造其实是一个信息处理器。 另外，未来的可穿戴大多会服务于虚拟现实，增强现实或混合现实技术的发展，肯定需要更大的处理和计算的量，所以我倾向于脑穿戴的某种载体。

王雨亭：我觉得会围绕眼睛，有可能是一个类似隐形眼镜的传感器，佩戴之后从外观上和普通人毫无差异，但是可以通过眼睛和脑部的细微动态控制各种功能。

于寅：可能想得更远一点。我觉得应该是人身体的某个部分。

直接就把芯片注入人体么？

于寅： 不完全是。我觉得以后，人都可能不完全是生物体。我们人会变成 「Cyborg」，某些部分是机器，某些部分是肉体，我不知道有多远，但以后的人一定是和机器结合形成的一个全新的个体，所以我觉得可穿戴很有可能会发展成身体的某个部分比如人造皮肤，能实现对体温，血含氧量，酸碱度的监测。残疾的人，有一个机械假肢。然后这个假肢就可以成为他身体的一部分，来协助他的日常生活并同时来反馈他的日常数据。所以，对于可穿戴设备，无论是正常人还是残疾人，这都是有可能实现的。

第二个问题，作为了一个消费者或者是用户，你会担心你自己个人信息被人盗用吗？或者是说，有哪些人可以获取这些数据的呢？

王雨亭： 我认为这是一个循序渐进的过程。类似于十年前，很多人会拒绝将自己的信用卡信息保存在网络购物的页面上，但对于今天的大部分的人来讲，这已经不是一个障碍了，大家基本都会使用记住密码或者保留信用卡信息的功能。所以，我认为数据安全性的问题一直都存在，但随着网络安全不断进步，数据使用方式更加规范后，或许问题就会减小。

曹宇：在我们的平台上，消费者需要把头部的 3D 模型上传到我们的数据库才能进行定制，这里面自然涉及很多隐私的东西。如果我们的产品确实做的非常好，我觉得这可能就是一个很自然的采集数据的过程。另外我们将来会与其他穿戴产品厂商（例如滑雪镜、运动头盔、VR眼镜厂商）合作，我们利用已有用户数据和算法为企业提供设计服务。所有数据都是经过处理的，不会向其他厂商直接发送原始数据。在隐私与定制的便利性之间找到平衡。

我们现在是用编程的手段去操作这个产品设计。在未来，工业设计师需要与程序员、编程建模工程师一起合作，设计一种算法或者是很多算法，通过算法进行自动设计，而不是亲手去操作，这整套工程体系，和商业模式都是全新的。除了人才的需求外，我们现阶段需要尽快地把产品商业化，这样才有一个可持续发展的过程和人才的积累。

于寅： 像我们做那个生物打印组织和器官，就需要大量的数据，成千上万的病人数据，这点来说，安全性在医疗领域里面是非常重要的，但是，目前也没有别的解决办法。唯一的办法就是拥有更完整的技术来防止黑客攻击或者是检测黑客攻击，包括现在MIT-CHIEF 有一个团队叫 SecurityX，专门做云端数据安全保护和检测黑客攻击的。另外，这里面还涉及到道德层面上的东西，就是你怎么把这个数据传达给病人。我举一个比较极端的例子。比如说，一个病人今年去医院做了基因测试，医生发现他有某个癌症的基因，十年之后他会得这个癌症。作为医生，我会不会需要现在告诉这个病人。这里面包含道德的问题，也跟医疗大数据有关，怎么去使用它，在什么时候使用它，这个也需要考虑。

确定值得思考。最后一个问题。对于现在的这个社会，你会认为大数据在哪一个领域会有最大的推动力？

于寅：医疗或者气象吧。

曹宇：我觉得像金融，经济这些领域里大数据的应用都是很关键的。它包括了很多资源调配来满足市场需求，现在有一些比较火的FinTech，可能未来不光是金融本身，也包括经济本身还有一些物联网的东西，我觉得这些都是一体，它其实都代表着人类社会的一些资源调配的形式。

王雨亭： 我赞同曹宇的观点，因为经济上面的数据会影响着整个人类社会的走向和布局。然后还有就是物联网 IOT 这方面的数据，它代表了从产品到用户的整合，和从数据到资源上的整合。

谢谢！也希望你们在中国的推广和落地一切顺利！

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来源：机器之心（微信号 almosthuman2014）   作者：Jiaxin Su, Chain Zhang