Advanced Science News:成果转化:组织工程的“死亡谷”

“组织工程是生物工程的主要领域,吸引了大量资源和人才。同时,它也是一个竞争激烈的领域。仅在过去的20年中,围绕该主题就发表了超过10万篇论文和9000项专利。这些统计数据令人头晕目眩,以至于外行人可能误以为我们正生活一个在移植器官和外科手术一样普及的世界。“然而,实际情况却截然不同”,不列颠哥伦比亚大学的Vikramaditya Yadav教授说。他是生物学,化学,工程学和医学交叉领域的领军人物,主要研究新兴医疗科技的转化,特别是组织工程。他的团队在一份摘要中指出,从实验室到临床,组织工程亟缺成果转化。

Vikram认为,这种“产能差距”的悖论是他团队完成这篇论文的主要动力,其目的是“确定10万篇论文和9000项专利缺少成果转化的真正原因(至少原因之一) ”。

组织工程(TE)在学术界和研究界是一个不断发展的领域,但不一定是新的,一篇名为“组织工程”的科学论文早在1993年就发表了。但该领域的进展缓慢。对于普通大众而言,TE最著名的例子可能是在实验室中从细胞培养物中“种植”肉类,而不需要饲养和屠宰牲畜。但由于成本和扩大规模的问题,即便是这项技术在目前也无法普及。

TE的其他应用,特别是在医学领域,同样存在问题,并且与实验室培养的大汉堡不同的是,几乎没有在公众脑海中留下印象。那么,过去二十年来出版了如此多的出版物和专利,为什么TE未能作为通用的、标准的现代技术进入我们的社会呢?

在与Advanced Science News交谈时,Vikram在某种程度上回答了这个问题,并告诉我们到目前为止已经采取了哪些措施来克服这些问题,以及目前的方法在某些方面是否失败或表现不佳。

“许多专家都在思考组织工程技术转化的‘死亡谷’”,Vikram说,“‘死亡谷’将许多未能从实验室转向商业化的新TE技术推向死亡。”然而,之前关于该主题的所有工作都是定性的,通常仅限于观念或者观点。虽然这些工作很有启发性,但它们并没有(或者说不能)提出有效的策略来缩小(学术界和实际应用上)产能的差距。因此,学术界创造了大部分关于组织工程的论文和专利,并继续不断开发解决方案,而制药工业对此却几乎没有兴趣。

在解释他的研究如何克服上述问题和挑战时,Vikram团队在“与传统脱节”中使用了过去20年发表的约9000项专利的数据,并利用机器学习推断了该领域当前的创新和成果转化状态。

“我们分析了9000多项专利中的每一项,以确定专利的主题并将其分入明确的类别。我们使用一种无​​偏见的方法来确定主题的数量,并将其集中在四个方面:细胞、材料、微环境和制造,可以说这些主题是组织工程的支柱。“

这些专利是根据他们同时处理的主题和问题的数量进行分类的,但没有一项专利提供完整的解决方案,Vikram说,“一点也不奇怪,这解释了为什么市场上的组织工程产品如此之少。”

虽然当前的研究中没有提及,但该团队还在分析数据,研究专利的地理和历史趋势,以及创新点如何随着时间的推移而发展。

“你可能想问为什么我们选择专利而非出版物。” Vikram说。“如果一项技术获得专利,工业界会对其更感兴趣。”他承认这种观点不一定正确,但他们的方法也可用于评估出版物数据。

Vikram还提出了他自己研究中出现的新问题:“对专利数据的分析揭示了新的见解,证实了一些观点,也否定了一些观点。这项研究本身并没有任何挑战。然而,TE领域正因缺乏成果转化而遭受困扰,我们的分析可能有助于将更多产品推向市场–或者将其用作研究工具。我们距离“一按即印,即用型器官”的阶段可能还有几个银河系的距离,你不需要机器学习也知道这个结论。但组织工程初创者的最佳出路是什么?我们的分析可以回答这个问题,而这个问题可能对该领域有更大的价值。”

总而言之,Vikram评论道:“没有什么比设计和制造功能性的组织更具挑战性,而出版物和专利的洪流并没有使一切变得更容易。我们决定减少混乱,让数据说话。”