首页 > 行业新闻 > 俄成功在太空打印生物器官,3D打印在医疗方面前景巨大

订阅行业新闻 不要错过我们的每日更新

俄成功在太空打印生物器官,3D打印在医疗方面前景巨大

2018-12-12

       俄罗斯医疗企业Invitro于5日宣布,俄罗斯已经成功在国际空间站利用3D打印技术制造出老鼠甲状腺,成为世界上首个在太空打印出生物器官的国家。 3D打印(3DP)即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

打印老鼠甲状腺所用的Organaut生物打印机

       3D在国外发展历史较长久,最先发明3D概念的是1986年查尔斯·W·哈尔(Charles W.Hull)成立了世界上第一家生产3D打印设备的公司:3D Systems公司。而我国第一次接触3D是在1988年,清华大学颜永年教授在美国UCLA访问期间首次接触3D打印。

       相比国外,我国3D打印呈现以下特点:

       1、产业化程度较低

       我国3D打印产业虽然取得了较大进步,但是行业整体上呈现“小、散、弱”的状态。虽然我国现有3D打印制造企业数百家,企业数量排名全球前列,但行业缺少规模大、实力强的国际龙头企业。

       2、硬件依赖进口,软件存在空白

       我国3D打印制造装备总体上与发达国家还有较大差距,关键装备与核心部件严重依赖进口的问题依然较为突出。另外,我国3D打印软件市场被国外企业垄断,用于支撑设计、扫描路径形成、方案制定的专用工艺软件及控制软件在国内仍处于起步阶段,有些软件甚至处于空白。

       3、行业标准体系不健全

       欧美发达国家和地区非常重视增材制造标准体系的建设,早在2009年,ASTM就组建完成了专业的3D打印技术委员会F42。该委员会下设8个分技术委员会,目前已经发布标准11项,还正在制定另外的11项。2011年,ISO也成立了一个类似的委员会TC261,并且很快与ASTM的F42委员会签署了合作协议,联合启动了3D打印技术的标准化工作,然后分别于2013年和2015年发布了三份ISO/ASTM标准,分别从术语定义、坐标系定义、3D打印数据格式(AMF)等方面进行了规范。

       4、行业研发主力还停留在大学和研究所

       目前国内3D打印的研发大部分还是靠大学和研究所,3D打印企业对于研发的投入过少,从近年来3D打印行业相关申请专利数量来看,排名靠前的为华南理工大学,西安交通大学,浙江大学,吉林大学等,专利申请数量排名前五位中有4所大学。

       中国3D打印行业应用格局:

       3D打印应用广泛,在许多领域有着广阔的应用前景,目前我国3D打印在航空航天、工业机械、电子消费品和汽车领域有着较大的应用,在医疗方面的应用相对较低。


中国3D打印市场应用分布

       3D打印在医疗方面的应用:

       目前,3D打印在医疗模型、手术导板、康复器械、金属植入物、药物、组织器官、口腔和医疗器械制造方面均有应用。尤其在医疗器械和康复器械方面表现较为突出,主要原因在于这些器械体积较大,结构较为简单。

       1、3D打印的医疗模型和手术导板

       例如2015年上海市第一人民医院普外科中心主任彭志海教授团队采用3D打印技术为一位来自贵州的患先天性自身免疫性肝硬化门静脉高压症的病人进行活体肝移植。术前为了能精准制定手术方案,专家想到了3D打印技术。3D打印将患者的肝胆胰脏器和相应的病变部位以1:1的“实物”形式呈现在医生面前,通过精确评估病变范围与临近脏器组织的三维空间关系,专家团队确定切除病患307克的肝脏。在进行肝切除时,专家将模型带入手术室在术中进行实时比对,通过调整3D打印模型并置于最佳解剖位置,为手术关键步骤提供直观的实时导航,对关键部位快速识别和定位;通过精确定位病灶、血管,实时引导重要脉管的接合,提高了手术精准性,有效降低了手术风险。

       2、3D打印康复器械

       以已经实现3D打印批量定制化生产的助听器外壳产业为例。在传统的方式下,技师需要通过患者的耳道模型做出注塑模具。然后通过紫外线得到塑料产品。通过对塑料产品进行钻音孔和手工处理后得到助听器最终形状。如果在这一过程中出错,就需要重新制作模型。而使用3D打印机制作助听器的流程,始于患者耳道硅胶模或印模的设计,这个步骤是通过三维扫描仪来完成的。然后用CAD软件将扫描数据转为3D打印机可读取的设计文件。设计者可以通过软件修改三维图像,及创建最终的产品形状。EnvisionTec打印机大约可以在60到90分钟内打印出65个助听器外壳或47个助听器模型。

       3、3D打印植入物

       2015年由北京大学第三医院张克教授团队和爱康宜城公司合作研发的3D打印人工髋关节获得国家食品药品监督管理总局批准,成为我国首个获准产业化的3D打印植入物。

       4、3D打印药品

       例如,在2015年美国食品药品监督管理局(FDA)己在全球批准首款完全用3D打印制作的药片。这款名为Spritam的药物由美国Aprecia制药公司研制,用于治疗癫痫症患者。Aprecia使用的Zipdose3D打印技术最重要的意义就是使药物能够在少量的水中迅速崩解高剂量的药物,这种药物给发病时的患者带来了极大的方便。

       5、3D打印与口腔科

       近年来,以软件设计为基础的牙科修复变得普及,很多牙科诊所、实验室或专业义齿生产企业都引入了3D打印技术。结合了3D打印的数字化口腔技术为牙科行业带来了精度高、成本低、效率高,以及符合规范化生产链相符的口腔数据。

       6、3D打印与医疗器械制造

       例如,在膝关节前交叉韧带损伤修复手术中,医生首先要去除残存的前交叉韧带,然后准确的替换上移植韧带。如要保证手术的精准和微创,医生需要借助一种精密而特殊的手术工具。

       总体来看,3D打印在医疗方面的应用逐渐深入,应用范围越来越广泛,未来我国3D打印在医疗方面的市场前景将得到充分发展。

来源:观研天下

会员权益

邮件咨询

电话咨询

0571-28055276

在线咨询

微信分享

返回顶部
在线咨询