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医疗3D打印材料与技术难题亟待解决

文章来源:网络人气:428发表时间:2016-12-08 09:07:27

  近年来,随着3D打印技术的迅速发展,该技术已开始应用于临床医疗。它能精准地复制出各种人体组织、器官和药物,从膝盖骨到肝脏、从抗癌药到DNA等,业内人士指出,也许有一天人类可以“打印自我”。

  “3D打印技术近年来在国内日趋升温。”航星利华(北京)科技有限企业常务副总、技术总监宿红刚接受记者采访时表示,特别是在医疗领域,3D打印发展很快,未来具有广阔发展空间。同时,宿红刚也指出,同发达国家相比,我国的3D打印医疗应用还有一定差距,在新材料的研发和多学科协同方面还有待突破。

  3D打印突破医疗难关

  北京大学第三医院今年6月公布,世界首个金属3D打印定制19厘米人造脊椎植入顺利完成。这也标志着中国3D打印技术正式开启人工椎体时代。

  而在今年5月,国家食品药品监督管理总局批准注册了我国首个金属3D打印人体植入物——人工椎体。这种产品属于直接植入人体的三类骨科植入物,为我国监管等级最高的医疗器械。

  脊椎摔伤的徐元(化名)老人就是3D打印技术用于临床医疗的受益者。由于年龄大,徐元进行传统手术存在极强风险。医生在征求徐元老人同意后,决定采用3D打印脊椎手术导板进行辅助治疗。

  首先,通过3D扫描仪设备,对人体进行数据采集,并结合CT扫描数据进行数据匹配定位。通过3D设计App,设计好下针角度、位置及长度,采用SLA工艺打印导板。最终,医生顺利完成了徐元老人的手术。而提供这项3D技术的就是航星利华(北京)科技有限企业(以下简称航星利华)。

  宿红刚对《中国企业报》记者先容,脊椎微创手术是比较常见的手术,然而如何精确确定下针位置是一个难题。借助于3D打印技术,这一难题获得了解决。上述案例利用3D打印技术辅助手术,精确地确定了下针位置。

  “大家企业目前生产除了比较常见的是手术导板、辅具之类的应用外,更多的精力是投入骨科类的金属植入物研究和推广。大家和协和医院已经进行了相关理论研究和部分动物试验,也申请了十几项相关专利。”宿红刚说,3D打印定制化药物也在不断的前进中,英国中央兰开夏大学利用3D打印技术研制针对患者需要定制的药物,美国食品与药品管理局(FDA)2015年批准了首个3D打印药物——SPRITAM。可以说,3D打印在医药领域的应用非常广泛。

  医疗应用市场巨大

  随着时代的发展,人们对健康,保健要求越来越高,以及老龄化人口越来越多,定制化的医疗服务是未来的发展趋势。国家在政策层面也对3D打印不断加码,包括智能制造、航空航天、医疗等领域都在发展3D打印技术。“大家认为3D打印一定会成为未来发展的主力军,是工业4.0不可或缺的基础。”据宿红刚先容,航星利华于2014年开始进入3D打印行业,选择德国ConceptLaser进行合作,包括设备销售和相关技术的研发和推广。

  目前航星利华已与中科院、清华大学、北京航空航天大学、中央美院、航空、航天、核工业、协和医院、中车集团等科研院所和企事业单位开展多方位合作,在航空、航天、航海、医疗、交通等领域的3D打印技术方面取得了竞争优势。

  据前瞻产业研究院统计,2012年中国3D打印市场规模约为10亿元,2013年翻了一番达到20亿元。但是与美国、德国等发达国家相比,中国的3D打印产业仍处于起步阶段,国内3D打印应用仍主要停留在科研阶段,并未实现在工业及个人消费领域大规模推广。

  “国内3D打印技术起步晚,但是自3D概念一出,马上受到了热捧,3D打印技术近年来在国内日趋升温。”宿红刚预测,未来mg游戏送彩金38这一产品将会得到迅猛发展,也将会应用到各个领域,同时随着3D打印技术不断更新,呈现出轻盈和大尺寸的多样化选择。

  此外,市场研究企业FutureMarketInsights发布最新市场分析报告称,2016年全球3D打印医疗设备市场预计将达到2.796亿美金,并在未来的10年内将以17.5%的复合年均增长率增长。报告显示,2015年全球3D打印医疗设备市场的估值为2.38亿美金,2016年显著增长有许多因素的影响,包括某些医学病症的增加、个人保健意识的提升、人口老龄化增加等因素。

  《3D打印医疗设备市场:2016—2026年全球产业分析及机会评估》称,在2015年,北美3D打印医疗设备市场收入为1.05亿美金,并将持续增长。同样,西欧、东欧以及亚太地区的市场收入份额也有望上升,西欧预计以18.5%的复合年均增长率增长,东欧为15.6%。

  技术瓶颈待突破

  虽然这些数据令人心潮澎湃,但3D打印技术在医疗方面的应用仍面临挑战。宿红刚指出,目前3D打印技术医疗应用还有如下一些问题亟待突破。

  首先,3D打印设备目前成本还相对较高,大部分的产品还垄断在国外品牌手中。不过,宿红刚相信,随着国内厂商和院校的努力,在不久的将来,国产设备终将赶上国外设备或者超越国外设备技术水平。

  据了解,目前3D打印的主要技术还是集中在欧美等发达国家手中。虽然中国在3D打印领域的专利数也在不断增加,但离国外技术还有差距。在应用层面,非金属体外3D打印,包括手术模型、导板辅具等,中国和国外应用差距不大。金属植入物在骨科的应用,国内的案例比国外更多更成熟,包括与航星利华合作的协和医院、北医三院、阜外医院等。而生物3D打印领域,国外技术相对先进,美国WFIRM的科学家3D打印出能跳动的心脏细胞,还能借助mg游戏送彩金38培养人工气管。

  其次,3D打印还面临材料单一问题。目前比较多的是钛合金、不锈钢等材料,陶瓷、复合材料、聚合物以及其他金属合金等在3D打印上的使用还不太成熟、普及度不高。

  再次,3D打印也面临常识匹配不上的问题,目前很多学科,包括生物、工艺、基因等还没有很好地结合到3D打印上来,比如器官的打印还需要多学科协同配合。

  最后,监管方面也需要完善。目前CFDA认证周期较长,相关的技术要求和标准还在不断地完善当中,对3D打印产品的市场化还需要进一步引导和扶持。

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