生物医药领域-精选科技项目
本期精选8项生物医药领域的技术成果进行推荐
项目1：宫颈癌疫苗产业化
项目2：组织工程角膜上皮的基础研究和临床应用
项目3：超高速流式成像分析仪
项目4：面向糖尿病治疗的胰岛素注射笔用一次性微型阵列式注射针头
项目5：食药用真菌产物库构建及在慢性病干预中的应用
项目6：临床长时程心电智能诊断平台
项目7：可注射干细胞3D微组织治疗实现微创高效再生医学
项目8：人工智能喉
项目一：宫颈癌疫苗产业化
项目简介
宫颈癌是我国主要恶性肿瘤之一，HPV疫苗是预防宫颈癌的关键产品。当前国内上市的HPV疫苗价格昂贵且供应严重不足，无法在我国广大地区推广。因此，为了打破国外技术和价格垄断，亟需研制出具有自主知识产权的国产宫颈癌疫苗。
本项目开发的国产HPV16/18型宫颈癌疫苗与国外上市的真核表达系统相比具有高免疫原性、质量可靠稳定、成本低、产量高、拥有自主知识产权的突出优点。目前已完成I/II/III期临床研究，该疫苗的产业化有望打破国外大企业的垄断，提高我国宫颈癌疫苗接种率，有效的预防宫颈癌，并带来显著的社会和经济效益。
前期研究基础
利用大肠菌表达系统研制了首个国产重组大肠杆菌HPV16/18型双价疫苗，I/II期临床试验结果显示大肠杆菌表达的HPV16/18双价苗具有良好的安全性和高效的免疫原性，III期临床试验结果表明该疫苗对HPV16和/或18相关的高度癌前病变保护率达%，对HPV16和/或18相关的6个月持续性感染保护率达97.8%，保护率均高于国外同类疫苗临床结果。
应用技术成果
重组大肠杆菌HPV16/18型双价疫苗已依托某生物技术有限公司进行产业转化，完成了年产万剂生产线的建设，并完成了了工艺验证工作。之前已经提交上市申请，处于技术审评阶段，目前已上市，成为上市的国产宫颈癌疫苗。
合作企业
该生物技术有限公司专注于创新疫苗与诊断试剂开发、生产、销售。
项目二：组织工程角膜上皮的基础研究和临床应用
项目简介
组织工程角膜上皮构建技术是现代组织工程领域的前沿技术。该大学“组织工程角膜上皮的基础研究和临床应用”项目组在计划项目等国家级基金资助下，历时10余年，针对组织工程角膜上皮构建技术开展了系统的基础研究，发现了角膜上皮干细胞体内以及体外扩增的多种调控因子；优化了组织工程角膜上皮构建系统，制备了高效的组织工程角膜上皮生物反应器；构建了多种羊膜来源的细胞载体，开发了多种新的滋养层细胞，显著提高了组织工程角膜上皮的质量和功能。该项目在国内首次注册基于羊膜载体组织工程角膜上皮的临床实验，率先开展自体细胞来源的组织工程角膜上皮移植术,应用于严重角膜上皮干细胞缺乏患者的治疗，获得了良好的临床效果。该项目的开展，填补了我国眼科临床组织工程角膜上皮移植的多项空白，为大量角膜上皮干细胞缺乏患者带来了光明的希望，取得了显著的社会效益。
该项目自开展以来在国际杂志发表论文28篇，主要论文已被SCI收录论文引用余次；主持编写或者参编专著或教材8本，申请5项中国发明专利，并在高水平国际学术会议进行大会报告和专题讲座70余次。项目负责人获得了运盛青年科技奖、紫金科技创新奖、中华眼科学会奖、华夏医学科技奖、福建省杰出青年基金、厦门市重点人才、福建省科技创新领*人才、福建省新世纪优秀人才等奖励和人才项目。年，“组织工程角膜上皮的产业化”项目获得厦门市“双百计划”A类项目支持，项目负责人入选领*型创业人才和海外高层次人才。
技术成熟度
本项目的技术具有很强的系统性，涉及到生物材料、细胞培养技术、手术技术等多个领域，技术整体成熟度高，构建的组织工程角膜上皮已进入临床实验阶段，可以进行大规模临床应用推广。
应用范围
组织工程角膜上皮移植技术用于Stevens-Johnson综合征、严重眼表化学伤、热烧伤、瘢痕性类天疱疮等疾病引起的角膜上皮干细胞缺乏。
投产条件和预期经济效益
项目投产需要建设GMP标准厂房平方，购置组织工程相关设备，预计总投资万元。投产后年销售额万元。
合作方式
技术转让或风险投资，具体合作方式可商议。
项目三：超高速流式成像分析仪
成果简介
高速细胞检测一直是生物、医学领域非常有挑战性的工作，而流式细胞检测以其较大的检测通量成为高速细胞检测的首选方案。本成果超高速流式成像分析仪灵活运用了高速光纤通信、微波光子技术及光信号处理技术，结合高速数据处理和生物医学技术，实现了对传统细胞成像速度的巨大突破。与此同时，在获取了海量的细胞图像之后，根据具体应用的需求进行快速数据压缩、人工智能图像分类处理、细胞特征提取等操作。通过细胞图像获取每一个细胞的核心参数，从而将复杂的生物学现象（细胞）快速转换为直观可读的信息呈现形式，为细胞特性的分析以及疾病的诊断提供第一手的，准确的资料。
创始团队基本来自于知名大学，拥有雄厚的研发能力，并与多所知名高校及科研机构建立项目合作。同时获得天使轮投资，拥有发明专利两项，并获得第二十二届全国发明展览会一金奖，第十二届北京发明创新大赛一金奖，受到业内一致好评。
超高速流式成像分析仪是数字显微技术、微流体力学和图像处理技术的综合应用，用于自动分析颗粒或液体中的悬浮细胞。当样品流过检测区时，仪器会捕捉样品的影像，影像中的每个颗粒将被分析，生成关于颗粒的数量、尺寸、透明度、形态等方面的数据。也能用于实时分析颗粒的动态过程。形态分析软件还可用于分析特殊形态的颗粒，或者用于分离一些亚颗粒群体。该成像仪器利用高速重复频率的激光脉冲作为主动照明光源，利用时空频映射对成像区域进行频分扫描，该扫描完全利用光源本身的光谱特性实现，没有使用机械或电子的扫描装置，因此可以大大提升扫描成像的速度。目前实现了超高速成像仪的帧率可以达到1百万帧/秒至20亿帧/秒的帧率，可以连续记录10万帧以上的影像数据，成像分辨率小于1微米，可以连续观察非周期性的无规律的偶发事件。在应用方面，已经进行了超高速无标记流式细胞成像实验，可以实现对血液细胞当中的早期癌细胞（CTC）进行高精度高通量的筛查，成像通量超过万细胞/秒，是目前常用的流式细胞仪的0倍。另外，在高速气溶胶（PM2.5、PM10）成像机制上也进行了应用，可以实现气溶胶喷口速度在10米/秒的情况下进行颗粒成像，目前国际上还没有类似的仪器出现。因此，超高速激光扫描显微成像仪拥有传统检测仪器不具备的特殊功能，通过高速成像，获取传统仪器无法得到的信息，解决多个交叉领域的关键问题。同时还具有以下优势：
1、提供高分辨率的细胞图像；
2、对细胞无*副作用，经过检测的细胞可以用于后续的分析和研究，提取多维度特征；
3、快速高效，通量大，灵敏度高；
4、检测CTC准确性优于ctDNA检测，且在药理研究方面也有很大的市场。
图1仪器基本架构及效果图
图2采集到的细胞图像
应用说明
年12月进行全血采集，成功筛选出粒径在11.48微米-13.64微米范围内的特异细胞，并进行了相应细胞的分类与成像。在光电子技术、集成光电子芯片、光谱信息处理与传感方面形成了雄厚的技术积累，发表高水平学术论文50余篇，年VersatileWidebandPolarization-InsensitiveModeConverterBasedon论文在IEEE光子学杂志发表，年2月在IEEE光子学杂志发表了High-SpeedCompressiveMicroscopyofFlowingCellsUsingSinusoidal.
效益分析
由于目前国内尚无同类产品，而在一切向“精准”看齐的未来社会，需要利用超高速的成像手段同时满足生物医疗、环境检测等领域高通量与高精度检测的需求，因此本仪器具有较大的市场前景。保守估计，该产品将保持30%的年销售增长率，开始销售第一年，预测销售量为十台，销售额三千万，毛利率为40%。对比传统进口仪器，具有明显的经济和技术优势。
合作方式
股权投资、渠道对接、代理加盟、许可使用、合作开发销售。
所属行业领域
生物医疗、环境检测。
项目四：面向糖尿病治疗的胰岛素注射笔用一次性微型阵列式注射针头
成果简介
注射技术与注射器在糖尿病治疗中扮演着重要角色，甚至与选择胰岛素制剂同样重要，关乎血糖控制的成败。很多医护人员和接受胰岛素注射的糖尿病患者常常忽视注射技术与注射器具本身对血糖控制的影响。临床医生经常会从胰岛素制剂、血糖自我监测等角度来考虑没有达到预期血糖控制目标的原因，却忽略了注射技术对血糖控制的影响，而胰岛素通过注射器具进入人体内发挥作用的过程是一个非常重要的环节。由于人体各部位对胰岛素的吸收存在差异性，胰岛素注射至皮下还是肌肉层内，其吸收速率存在很大差异，而静止状态和运动状态肌肉的胰岛素吸收状况也有很大变异。优化胰岛素注射技术，包括选择合适长度的针头、注意正确的注射手法、规范地轮换注射部位、避免肌肉注射等，这些对获得良好的血糖控制具有重要意义。
胰岛素注射笔因具有简便易学、剂量准确、方便耐用、微痛、效佳等优点，现已广泛地运用于糖尿病患者，其上使用的是只有一根针管的一次性注射针头，目前长度有5mm、6mm、8mm和12mm等规格，针管外径有0.25mm、0.3mm和0.33mm等规格，可以根据年龄、胖瘦程度和注射部位来进行选择。但是中国胰岛素注射技术现状调查结果显示，现有注射胰岛素患者中仍有约37%的血糖控制不合格；94.4%的患者仅在腹部等一个部位内进行轮换注射；只有22%的患者遵循每天同一时间注射同一部位的规则；有30%的患者腹部注射时没有捏皮，55.4%的患者没有注射完就松开皮肤皱褶，如果使用8毫米的针头就可能把胰岛素打到肌肉里。由于胰岛素本身是一种生长因子，反复在同一部位注射会导致该部位皮下脂肪增生而产生硬结，再在这里注射，胰岛素的吸收率就会下降，吸收时间过长导致血糖控制不稳定。调查发现，约有31.1%的患者注射部位已出现肿块，其中九成发生在腹部，但仍有患者选择在脂肪增生部位注射。实际上，人体适合注射胰岛素的部位不光是腹部，大腿外侧、手臂外侧1/4处和臀部都可以。不同注射部位的轮换指的是在腹部、手臂、大腿、臀部间轮换注射，采用轮换注射部位的方法可以有效提高疗效，避免出现并发症的几率。胰岛素注射针头长度不同，注射角度、手法也不同。如使用长度为8毫米、12毫米的针头，注射时须捏起皮肤并以45°角注射，以增加皮下组织厚度，降低将胰岛素注射至肌肉层的风险。
虽然针管越细、越短，对皮肤和神经造成的损伤就越小，注射时的痛感也越小，但是药液注射的速率也会明显下降，注射相同剂量的药液所需的时间无疑将大大增加。即使选用现有最短/最细（5mm/0.25mm）的针头，在手臂部位注射时也必须注意捏皮和施针角度以避免肌肉注射。由于成人或重症患者的注入剂量较大，受容忍注射时间的限制，人们更倾向于选择较长的针头作为一种折中。现临床多使用诺和笔和优伴II笔等配以8mm*30G的针头进行注射，按照使用说明，注射后针头至少需留在皮下6秒至10秒以上，并继续按住推键，直至针头完全拔出。在实际操作中，因为注入皮下的药液短时间内未能完全扩散与吸收，按上述操作方法仍常会有药液从针眼处滴出，这样就无法确保治疗剂量的准确性。
总之，目前胰岛素注射笔的一次性针头已被国外品牌垄断，其上只有一根针管，受注射时间、部位等的限制，患者需要选择使用适当规格的针头，针头设计的固有缺陷给患者在实际使用过程中带来许多不便，知易行难，降低了病人采用正确方法进行注射治疗的依从性，并影响疗效。
从年起，该大学一直致力于采用微针阵列进行以胰岛素为代表的多肽、蛋白质、DNA、疫苗等生物技术药的经皮给药的研发工作，陆续研发出多种金属微针阵列芯片和基于其的注射针头与注射器具，已获得和申请了约10项中国、美国发明专利。其中，研发的胰岛素笔用微型阵列式注射针头采用现有医用材料制造，可以直接安装到各种胰岛素笔上取代现有针头实施注射，其使用一根取液针从胰岛素笔芯中提取药液至微腔后，转换为纤细（0.2-0.25mm）、短小（0.6-3mm）的2-4根微针实施注射，就能够从注射器件的源头上解决现有问题，在各种注射部位上都可以实施无痛、快速、精准的垂直注射而无需