3D打印,也叫增材製造技術,是快速成型技術的一種,是以三維數字模型文件為(wei) 基礎,通過軟件分層離散和數控成型係統,利用激光、熱熔等方式將金屬、陶瓷、塑料、細胞等材料進行逐層堆積粘合,製造物體(ti) 的技術。
3D打印作為(wei) 一項較有代表性的前沿技術,近幾年其市場應用程度不斷深化,尤其是在醫療行業(ye) ,隨著3D打印商用價(jia) 值的不斷釋放,醫療服務供應商布局3D打印的速度也不斷加快。
全球3D打印市場規模正逐年攀升,醫療的個(ge) 性化需求和高附加值特征,使得該領域成為(wei) 最適合使用3D打印技術的領域,近年來應用專(zhuan) 利的數量遠超其他行業(ye) 。
幾個(ge) 應用較多的領域包括:醫療模型(教學、手術)、矯形或正畸、手術導板、牙科及骨科、植入物、精準用藥、藥物篩選、藥物劑型設計等。其中最早在醫療領域大規模生產(chan) 的是助聽器,目前口腔行業(ye) 應用規模最大,導板已經很成熟,定製化植入物需要三類醫療器械注冊(ce) 證才能商業(ye) 化。上遊材料、軟件、設備,下遊是應用,未來發展的著眼點和突破口在於(yu) 應用。
3D打印市場規模現狀
根據Wohlers Associates 發布的2020年全球增材製造市場研究報告“Wohlers Report 2020 AM”,2019年全球增材市場規模(包括AM產(chan) 品與(yu) 服務)增長了21.2%,達到了118.67億(yi) 元,但是相比於(yu) 2018年33.5%的增長率,2019年的增長率略有降低。
2019年全球總共銷售出22115套增材製造係統,相比於(yu) 2018年的19285套增長了14.7%,而2018年和2017年的設備係統銷售增長率分別為(wei) 17.8%,25.1%,由此可見,未來市場設備銷售將區域緩慢增長,而對應的加工服務將會(hui) 是增材製造市場主要的持續增長點。
從(cong) 市場領域劃分情況來看,醫療應用位居第四位,占比為(wei) 13.9%,位居前三的是汽車、消費電子及航空航天。值得注意的是,在世界範圍內(nei) ,中國是僅(jin) 次於(yu) 美國的主要應用國家,為(wei) 10.8%,相比與(yu) 美國的34.4%,還有不小的差距。
3D打印技術在醫療領域的應用
無生命3D打印產(chan) 品:大家比較熟悉的金屬3D打印,比如說鈦合金的,還有一些不鏽鋼的3D打印,一般可以做成人體(ti) 的標準的替代部件,比如說植入的螺釘,還有固定的鋼板,還有一些修複的一些組織,這些都是金屬的,也是無生命的。
生物3D打印產(chan) 品:對於(yu) 生物3D打印,國內(nei) 其實也有很多的院校相繼投入了大量的資金、人力、物力在做研究,也取得了一些成績。從(cong) 國際上來看,中國的生物3D打印跟國外幾乎同步,個(ge) 別的領域可能還要超過他們(men) ,但是有一個(ge) 問題,中國的這種3D打印的技術由於(yu) 基礎的研究比較薄弱,包括在這個(ge) 上麵的相關(guan) 的知識產(chan) 權比較少,在目前看來好像沒什麽(me) 問題,可能隨著時間的推遲,隨著時間可能會(hui) 國外的專(zhuan) 利可能會(hui) 引起一些問題。
生物3D打印可能要有很多準備過程:首先,是對生物材料的選擇;其次,目前市場上現有的打印機可能還不足以滿足你的要求,可能要對它進行底層的改造,甚至自己要重新來做;要非常熟悉組織的結構;還要非常清楚和把握對於(yu) 組織的構建。
醫療3D打印發展趨勢
目前3D打印在醫療領域的細分應用發展速度較不均衡,隨著近幾年成本逐步下降,醫療3D打印的市場滲透率將逐步增加。
3D打印技術細分領域應用發展不均衡的問題具體(ti) 表現為(wei) :
1,已經商業(ye) 化且發展較為(wei) 成熟,包括:部分醫療器械(醫療模型、手術導板)和牙科的應用。目前口腔領域因市場需求大且監管要求相對較低應用規模最大,醫療模型和手術導板是現階段大規模產(chan) 業(ye) 化的突破口。
2,處於(yu) 臨(lin) 床研究數據的積累階段,主要為(wei) 植入體(ti) 。其中骨科植入物的發展也日趨成熟,而關(guan) 節軟骨、鈦合金植入物等正在積極研發材料,並將其與(yu) 臨(lin) 床相結合進行性能提升。通過不斷的數據積累,調整改進,積極發展。
3,處於(yu) 實驗室的研究階段,有功能的組織器官;相對比較低功能性的醫療器械牙科等,有功能的組織器官要求複雜多變,目前各國科學家都在組織力量進行相關(guan) 生物方向的積極研發,不斷有突破性的成果進入大眾(zhong) 的視野。
總而言之,3D打印技術在醫療領域的應用相對技術門檻較高,需要行業(ye) 組織,科研院校,醫療機構,醫療器械製造商,3D打印企業(ye) (設備、材料等)通力協作,發揮各自所長。
就現階段我國3D打印技術在醫療領域的應用案例來看,我國多是醫療機構主導,根據病患需求提供個(ge) 性化解決(jue) 方案。我國現階段相對工業(ye) 基礎薄弱,用於(yu) 醫療領域的3D打印機、軟件以及專(zhuan) 用材料的發展還不夠成熟,這些減緩了3D打印技術在醫療領域的全麵發展。
我們(men) 亟需加強產(chan) 業(ye) 聯盟、行業(ye) 協會(hui) 建設,推動3D打印醫療領域產(chan) 業(ye) 協同發展,加強與(yu) 國外先進技術的交流與(yu) 學習(xi) ,加強國內(nei) 教育培訓,促進社會(hui) 化產(chan) 業(ye) 化推廣,降低3D打印在醫療領域治療效果及相關(guan) 費用,切實惠及患者。
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