定製醫療設備的3D打印具有重塑全球醫療行業(ye) 的潛力。但目前，這些設備在世界各地的可用性都不相稱，它們(men) 追蹤著更大的醫療支出趨勢。

泰國朱拉隆功大學(Chulalongkorn University)冶金工程教授、一家旨在改變這一比例的企業(ye) 的聯合創始人Boonrat Lohwongwatana博士說:“90%的醫療支出隻為(wei) 世界上10%的人口服務。”他的公司“一絲(si) 不苟”成立於(yu) 2017年，致力於(yu) 為(wei) 泰國患者提供負擔得起的定製醫療植入物。使用人工智能(AI)算法，模擬軟件和金屬3D打印技術的組合，Meticuly可以在7天內(nei) 提供定製的骨假體(ti) ，成本僅(jin) 比傳(chuan) 統的，現成的植入物高10-30%。

新興(xing) 經濟體(ti) 麵臨(lin) 的挑戰

本雜誌的讀者可能已經熟悉定製醫療植入物的好處。根據患者的需要設計和製造的設備可以使手術更簡單，在手術室花費的時間更短，愈合速度更快，整體(ti) 效果更好。這些優(you) 勢延續到了“Meticuly”模式，但在泰國，風險更大，因為(wei) 那裏的醫療設備通常是從(cong) 國外進口的。醫院的應對方法是在庫存中保存大量植入物。但是隻有普通的植入物是現成的，而且這些不一定是泰國患者的最佳解決(jue) 方案。

lohongwatana博士解釋說:“現成的標準尺寸的骨植入物大多是基於(yu) 西方解剖學數據，所以大多數標準尺寸的骨植入物需要大量的工作和時間來調整形狀，以適應泰國患者的身體(ti) 。”“此外，這些不匹配的植入物可能會(hui) 導致手術失敗和翻修手術。”

他指出，有一些西方公司在泰國銷售定製植入物，但這比現成的選擇要貴得多，而且增加了治療過程的時間，導致患者等待手術數周。lohongwatana說:“在很多情況下，病人選擇不等待，或者根本負擔不起植入物的費用。”這可能意味著接受截肢或其他可以更快完成的治療。

為(wei) 泰國的病人和外科醫生提供當地的、定製的和負擔得起的選擇。lohongwatana通過他在高精度製造方麵的研究了解到這種選擇的必要性，重點是3D打印。有幾位醫生找他要定製假肢，2015年，他和醫學教授Tipachart Punyaratabandhu博士一起創造了世界上第一個(ge) 鈦製拇指假肢。兩(liang) 人一起繼續使用金屬3D打印技術，以避免更多的手指和手臂被截肢，但他們(men) 的能力受到研究資金的限製。2017年，lohongwatana與(yu) Dr. Chedtha Puncreobutr一起縝密合作。

該公司與(yu) 全國各地的外科醫生合作，設計和製造金屬3D打印骨假體(ti) ，采用直接金屬激光熔化(DMLM)或選擇性激光熔化(SLM)，以及塑料熔絲(si) 製造(FFF)手術指南。泰國的外科醫生和患者現在可以選擇在離家更近、成本更低、時間更短的地方定製植入物。

“Meticuly的名字來自‘一絲(si) 不苟’這個(ge) 詞，它已經成為(wei) 我們(men) 高精度製造的黃金標準，”lohongwatana說。“患者總是會(hui) 收到一個(ge) 精心設計的植入設備和手術指導係統，這是專(zhuan) 門為(wei) 他們(men) 設計和個(ge) 性化的。”然而，個(ge) 性化隻是Meticuly所代表和旨在提供的內(nei) 容的一部分。他說:“我們(men) 想讓世界上任何地方的每個(ge) 人都能買(mai) 得起個(ge) 性化的植入物和手術解決(jue) 方案。”“我們(men) 的目標是，在遵守西方世界醫療設備製造法規的同時，密切關(guan) 注如何節約成本，加快生產(chan) 流程，從(cong) 而讓我們(men) 的技術真正變得廉價(jia) 和普及。”

一周內(nei) 從(cong) 掃描到植入

泰國的外科醫生現在可以選擇以更低的成本，在幾天內(nei) 從(cong) Meticuly公司獲得定製的骨植入物，而不是使用不合適的現成的植入物或等待數周才能得到國外定製的設備。外科醫生將患者的CT掃描數據上傳(chuan) 到Meticuly的人工智能雲(yun) 服務器上，然後使用協作軟件與(yu) 該公司合作，在人工智能算法的幫助下進行手術方法和植入物設計。一旦外科醫生確認，設計將被發送到製造設施(無論是縝密自己的設施或當地合作夥(huo) 伴的設施)，在那裏植入物和相應的手術指南是3D打印。最後的物品被包裝、消毒，然後送到醫院的外科手術室。

從(cong) 接收CT掃描數據到發送3D打印植入物的整個(ge) 過程可以在7天內(nei) 完成，lohongwatana說。節省的部分時間來自於(yu) 金屬3D打印過程本身;與(yu) 傳(chuan) 統機械加工相比，DMLM和SLM可以在更少的步驟中實現植入。一部分來自於(yu) 位置;在泰國生產(chan) 骨假體(ti) 的能力避免了運輸和進口它們(men) 的潛在陷阱。

但真正的節省是在3D打印開始之前發生的事情。據lohongwatana說，加速時間表有兩(liang) 個(ge) 關(guan) 鍵。首先是設計過程，由人工智能(AI)輔助。定製算法自動化了通常由設計工程師執行的勞動密集型建模任務。此外，縝密的植入解決(jue) 方案和設計工作流程已經使用廣泛的臨(lin) 床信息和屍體(ti) 數據，以確保足夠的生物力學性能在廣泛的解剖變化;很少有超出範圍的情況需要特殊的設計考慮。將術後結果與(yu) 術前計劃進行比較，不斷改進這些預測算法。

第二是模擬支持的構建準備;一旦確定了金屬3D打印過程，縝密地使用現成的和專(zhuan) 有軟件的組合來模擬構建的各個(ge) 方麵，以更高效的製造。lohongwatana說:“我們(men) 使用仿真來優(you) 化每一種形式的3D打印實體(ti) 金屬零件所需的支撐結構和方向，以在最小的支撐結構和零件高度下實現理想的打印質量。”這種策略不僅(jin) 縮短了從(cong) 設計到構建的時間，還通過限製支持的使用和必要的層總數減少了實際打印所需的時間。

這一計劃和3D打印過程的速度有助於(yu) 保持植入物可負擔，同時從(cong) 其他措施節省成本。Meticuly的在線協作平台減少了采購定製植入物和任何必要的手術指南的中間商的數量。批量植入一起在打印機和重複使用未燒結鈦粉節省機器時間和材料。而且，定製植入物的按需製造本質避免了與(yu) 現成設備相關(guan) 的庫存成本。

3D打印植入在泰國和其他地方

到目前為(wei) 止，Meticuly已經為(wei) 泰國及周邊地區的超過350名患者提供了定製的植入解決(jue) 方案，針對人體(ti) 42個(ge) 不同的骨位置。患者中有患肩關(guan) 節骨癌的男孩，也有因大腦嚴(yan) 重堵塞而需要進行顱骨成形術的母親(qin) 。多虧(kui) 了Meticuly的工作，這些患者能夠快速地接受定製植入物，而且價(jia) 格合理。

lohongwatana說:“與(yu) 其他定製植入物供應商相比，我們(men) 一直堅持我們(men) 的目標，即以更實惠的價(jia) 格為(wei) 外科醫生和患者提供更好的手術治療選擇。”“我們(men) 產(chan) 品的價(jia) 格隻比標準植入物高10-30%，降低了準入門檻。由於(yu) 公立醫院對定製植入物沒有報銷機製，我們(men) 還與(yu) 主要公立醫院開展了捐贈活動，以補貼他們(men) 為(wei) 我們(men) 解決(jue) 方案的自付費用。”

隨著縝密公司繼續生產(chan) 植入物，其基於(yu) 人工智能的設計策略和模擬製造將變得更加智能，該公司將能夠幫助更多的患者，也許以不同的方式。lohongwatana和他的同事正在探索的一個(ge) 可能的途徑是定製現成的植入物，而不是從(cong) 頭開始生產(chan) 每個(ge) 設備。這一策略可以利用3D手術規劃和數字植入設計的同樣好處，但將允許醫生和製造商使用現有庫存。調整標準尺寸植入物的能力也有助於(yu) 推動3D打印技術的采用。

但放眼泰國以外，一絲(si) 不苟的模型和工具可以應用於(yu) 改善醫療保健，讓植入物在世界其他地方更容易獲得。它的自動化設計過程克服了目前植入製造工作流的許多挑戰，而按需3D打印鞏固和本地化生產(chan) 。這一戰略可以讓世界上任何一個(ge) 有配備合適3D打印機的認證設施的地方製造醫療設備。

“我們(men) 相信3D打印技術也可以幫助其他新興(xing) 經濟體(ti) 的外科醫生和病人，”lohongwatana說。“在亞(ya) 洲和非洲的早期發展中國家，許多人沒有報銷或保險支持，我們(men) 看到，關(guan) 注負擔能力比以往任何時候都更重要。”

快速製造或改造植入物的能力使醫院和患者擺脫了進口這些設備的成本、時間和限製。此外，那些定製的植入物對於(yu) 他們(men) 所服務的患者來說是更合適的解決(jue) 方案。因此，生活在世界各地新興(xing) 經濟體(ti) 國家的人們(men) 可以獲得更好的醫療選擇，以及更好的整形、神經和整形手術結果。

作為(wei) 推進這一願景的下一步，lohongwatana目前正在完成來自英國皇家工程學院的創新領袖獎學金，這是一個(ge) 網絡和商業(ye) 培訓項目，為(wei) 創新者提供資金和支持，改善世界各地社區的生活。

“通過加速醫療保健行業(ye) 從(cong) 量到值的轉變，我們(men) 希望我們(men) 可以使行業(ye) 對個(ge) 人健康結果更加負責，”lohongwatana說。“最終，我們(men) 希望建立一個(ge) 新的標準，為(wei) 患者、外科醫生和醫護人員提供完全個(ge) 性化和高精度的治療，同時在個(ge) 性化醫療理念下有效管理成本。”在我們(men) 理想的未來，每個(ge) 人都應該能夠在任何時間、任何地點負擔得起個(ge) 性化植入和醫療保健。”