國內(nèi)外醫(yī)用3D打印技術(shù)的今天與明天全方位解析

編者按:醫(yī)用3D打印在近幾年是一個熱度呈直線上升的時髦技術(shù)。3D生物打印跨過第一、第二層次，已經(jīng)在醫(yī)療模型、診療器械、康復(fù)輔具、假肢、牙齒及人工關(guān)節(jié)等方面催生出了一個產(chǎn)業(yè)鏈雛形。然而，有關(guān)3D打印產(chǎn)品的審批、國家對該類產(chǎn)品的政策方面的決策以及產(chǎn)品上升過程中遇到的技術(shù)和材料、產(chǎn)品的價格等等瓶頸問題，如打印人體組織和器官等方面存在重重的問題。那么，如果突破這些瓶頸并掌握整個市場的方向和核心技術(shù)并具有核心的市場競爭力成為了企業(yè)長久立足的關(guān)鍵，也是臨床醫(yī)生和科研人員普遍關(guān)心的問題。


△王晶 博士

生物谷 :王博士您好，非常感謝您此次接受生物谷的邀請來參加“2017（第三屆）醫(yī)用3D打印行業(yè)峰會”。請問醫(yī)用3D材料與傳統(tǒng)材料相比，最大的優(yōu)勢是什么？3D打印技術(shù)在我國還處于起步階段，目前與歐美國家的差異體現(xiàn)在哪里？

回答：您好，目前3D打印醫(yī)療材料主要有金屬材料（鈦合金、鈷鉻合金、不銹鋼、鋁合金等）、無機非金屬材料（生物陶瓷、生物玻璃、氧化物及磷酸鈣陶瓷和醫(yī)用碳素材料等）、高分子材料（PLA、PCL等）、生物材料（復(fù)合材料、生物墨水等），3D打印技術(shù)結(jié)合材料可以針對個性化醫(yī)療器械的結(jié)構(gòu)以及生物力學(xué)特性等方面具有很大優(yōu)勢。打印精度可以保證在0.1mm（甚至更高），可以做出各種結(jié)構(gòu)：空心結(jié)構(gòu)、多孔結(jié)構(gòu)、網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、使用異質(zhì)材料、功能梯度材料及多尺度材料。

    我國從上世紀(jì)90年代初期開始研究快速原型技術(shù)，2000年前后，這些技術(shù)從實驗室研究逐步向工程化、產(chǎn)品化轉(zhuǎn)化，開發(fā)了數(shù)字化反求、快速原型與快速模具配套的快速制造技術(shù)。早期快速原型技術(shù)在中國工業(yè)領(lǐng)域推廣很慢，全國每年僅銷售幾十臺快速原型設(shè)備，主要應(yīng)用于職業(yè)技術(shù)培訓(xùn)、高校等教育領(lǐng)域。近幾年，增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度激增，2015年工業(yè)級光固化增材制造機國內(nèi)銷售了500臺左右，主要用戶是企業(yè)、高校、醫(yī)療企業(yè)等。

目前國內(nèi)的增材制造設(shè)備和服務(wù)企業(yè)眾多，但規(guī)模都較小。西安交通大學(xué)、清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、隆源公司的科技成果分別成立了如陜西恒通、時代太爾、武漢濱湖等公司, 開始了工業(yè)級設(shè)備的生產(chǎn)和應(yīng)用，這些企業(yè)以非金屬材料成型為主。后來，北京航空航天大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、西安交通大學(xué)等大學(xué)開展了金屬材料成形的研究，成立了西安鉑力特等公司。這些高校成果孵化的企業(yè)，基本在工藝研究、軟件開發(fā)、整機設(shè)計等擁有自主技術(shù)，但規(guī)模小，發(fā)展慢。北京太爾時代則是FDM桌面機的先行者，已進入國際市場。近年來，開始了蓬勃發(fā)展期，如湖南華曙、杭州先臨三維、紫金立德、飛爾康、峰華卓立等風(fēng)起云涌，但缺乏創(chuàng)新技術(shù)，不具備國際競爭力。

    我國在增材制造的研究方面處于國際先進水平，增材制造論文總量及技術(shù)專利的數(shù)量為世界第二。我國在航空大型承力件制造及其裝備、在個性化醫(yī)療等方面的應(yīng)用研究世界領(lǐng)先。我國基本掌握了增材制造的主流技術(shù)及設(shè)備軟件，設(shè)備裝機量世界第四，國產(chǎn)裝備的供應(yīng)量在世界排序第七。

生物谷 :目前3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域中應(yīng)用最多的為輔助醫(yī)療，例如制造輔助醫(yī)療工具、制造人體器官模型等等。您怎樣看待醫(yī)用3D打印的未來發(fā)展前景？

回答：未來3D打印技術(shù)應(yīng)用于生物醫(yī)療分為四個層面：一、3D打印醫(yī)療模型，主要用于輔助手術(shù)，在術(shù)前做好規(guī)劃以及手術(shù)準(zhǔn)備等，可以節(jié)約手術(shù)時間，提高手術(shù)治愈率；二、具備生物相容性不可降解材料打印，主要用于齒科、骨科等內(nèi)植物等；三、具備生物相容性非可降解材料打印，主要用于骨科等硬組織、骨支架（難點在骨長入孔隙率、及生物響應(yīng)特性）等；四、打印醫(yī)學(xué)軟組織（組織細胞打�。�，隨著3D打印技術(shù)的不斷進步，在材料的選擇方面，開發(fā)出性能越接近細胞外基質(zhì)的材料，研發(fā)更多可仿生、可降解、具有生物活性的3D打印組織工程材料。3D技術(shù)與組織工程的結(jié)合將為生物組織與器官的重建開辟嶄新的研究領(lǐng)域�！吧�物墨水”中3D打印生物材料的研究與開發(fā)。實現(xiàn)組織與器官的原位3D打印。  

生物谷: 3D打印將如何助力精準(zhǔn)醫(yī)療？

回答：打印精度助力精準(zhǔn)醫(yī)療，3D打印技術(shù)在精度方面可以做出完全屬于自身的個性化定制產(chǎn)品，精度可以保證在0.1mm（甚至更高），完全可以保證醫(yī)療植入以及輔助等使用；個性化設(shè)計及功能梯度助力精準(zhǔn)醫(yī)療，3D打印可以在設(shè)計方面可以做出各種結(jié)構(gòu)（空心結(jié)構(gòu)、多孔結(jié)構(gòu)、網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、使用異質(zhì)材料、功能梯度材料及多尺度材料），選擇符合生物相容性及力學(xué)特性的結(jié)構(gòu)和材料精準(zhǔn)定制醫(yī)療器械產(chǎn)品。

生物谷: 您認為推廣醫(yī)用3D打印技術(shù)目前還存在哪些難點？如技術(shù)政策方面的瓶頸？

回答：
技術(shù)：目前難點在于，尚需開發(fā)在打印前后的安全性、生物相容性、降解性能、生物響應(yīng)性等方面適應(yīng)的3D打印生物醫(yī)用材料。另外如何有效保障質(zhì)量的前提下提升3D打印速度也是難點之一。

政策：3D打印是一個新型的技術(shù)，應(yīng)用于生物醫(yī)療領(lǐng)域更是一種全新的手段，作為醫(yī)療器械進入市場需要市場準(zhǔn)入條件，需要CFDA進行分類醫(yī)療器械認證，傳統(tǒng)的認證方式是作為批量化生產(chǎn)所形成的。針對個性化定制，單品醫(yī)療器械目前在法律層面尚未有合適的評價手段，所以市面上的3D打印醫(yī)療器械都鮮有獲得市場準(zhǔn)入的許可，這方面國外做的比較好，市場接受度以及政策層面已獲得認可。但是，同時近兩年我們也看到市場對于個性化醫(yī)療的需求及政策等也在積極推動，未來個性化醫(yī)療肯定會在醫(yī)療體系改革以及治療手段的創(chuàng)新上做出更大的貢獻。




王晶
西安交通大學(xué)  副研究員
全國增財制造（3D打�。┊a(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長
本次演講題目：3D打印與精準(zhǔn)醫(yī)療
博士，西安交通大學(xué)副研究員，增材制造國家研究院院長助理，國家增材制造創(chuàng)新中心副總工程師。全國增材制造（3D打�。┊a(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長，主要從事3D打印與精準(zhǔn)醫(yī)療（3D打印骨科導(dǎo)航模板、齒科正畸系統(tǒng)等）等的相關(guān)研發(fā)和增材制造技術(shù)與應(yīng)用推廣工作。王博士于 2001 年和 2010 年在吉林大學(xué)獲得學(xué)士、碩士和博士學(xué)位；2008 年至 2010 年在 University of Wisconsin， Milwaukee Branch， Biomedical Engineering (作為“國家高水平大學(xué)公派計劃”高級訪問學(xué)者)從事光學(xué)功能成像的研究（主要研究多光譜光聲成像技術(shù)，以及基于多模態(tài)成像對早期一型糖尿病患者的眼底視網(wǎng)膜基本進行研究分析，同時給醫(yī)生和患者提供確實可靠的診療依據(jù)）�；貒�后加入中國科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所，成果轉(zhuǎn)化處，從事科研項目的審核與成果轉(zhuǎn)化工作。王博士曾獲得吉林大學(xué)學(xué)術(shù)論文“精英杯三等獎”、美國威斯康辛州立大學(xué)“助理研究獎金（$7000）”，獲得 “2013 年優(yōu)秀技術(shù)經(jīng)紀(jì)人證書”，獲得“2015 年中國科學(xué)院科學(xué)促進發(fā)展管理貢獻獎”，實驗室相關(guān)研究以及獲得基金情況得到 Milwaukee Journal Sentinel 首版報道。在國際雜志發(fā)表 SCI 影響因子 3.0 以上文章 8 篇，獲得 1 項國家專利，主持和參與國家、省、市項目 6 項，涉及金額 3875 萬元人民幣。

2017（第三屆）醫(yī)用3D打印行業(yè)峰會-日程

2017年 4月12日 星期三
10:00-20:00		全天簽到（一樓大廳）
2017年 4月13日 星期四
時間		演講題目			演講嘉賓
09:00-09:10		大會主席致辭			張興棟 四川大學(xué)生物材料工程研究中心院士
09:10-09:50		3D打印材料研發(fā)進展及機遇			張興棟 四川大學(xué)生物材料工程研究中心院士
09:50-10:30		微流控芯片3D打印		賀   永 浙江省三維打印工藝與裝備重點實驗室 副主任
10:30-10:50		茶歇&展臺參觀
10:50-11:30		3D打印精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的辯證思維		錢齊榮 第二軍醫(yī)大學(xué)附屬長征醫(yī)院關(guān)節(jié)外科主任
11:30-12:10		3D打印醫(yī)療器械的研制與風(fēng)險（擬）			樊瑜波   北京航空航天大學(xué)生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院院長
12:10-14:00		午餐&午休
14:00-14:40		3D打印技術(shù)在口腔醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用	張建設(shè)   成都軍區(qū)總醫(yī)院口腔科主任/頜面外科教授、主任醫(yī)師
14:40-15:20		數(shù)字外科及3D技術(shù)在口腔頜面部創(chuàng)傷救治研究中的應(yīng)用	譚穎輝   第三軍醫(yī)大學(xué)新橋醫(yī)院口腔科 主任
15:20-15:40		茶歇&展臺參觀
15:40-16:20		3D打印生物材料用于組織修復(fù)與腫瘤治療	吳成鐵 中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所生物材料研究中心 副主任
16:20-17:00		3D打印“克隆”顱內(nèi)腫瘤（擬）	李學(xué)軍 中南大學(xué)湘雅醫(yī)院/國家衛(wèi)生計生委醫(yī)管中心3D打印醫(yī)學(xué)應(yīng)用專家委員會秘書長
17:00-17:40		TBD   連鋼  3D Systems中國區(qū)總裁
2017年 4月14日 星期五
時間	演講題目		嘉賓
09:00-09:40	骨和軟骨再生聚合物支架材料研究進展（擬）		樊渝江 四川大學(xué)生物材料工程研究中心主任
09:40-10:20	3D打印顱頜面修復(fù)		杜如虛 香港中文大學(xué)精密工程研究所 所長
10:20-10:40	茶歇&展臺參觀
10:40-11:20	3D打印“智能機器”集成技術(shù)探討		周惠興   中國農(nóng)業(yè)大學(xué)3D打印工程技術(shù)研究中心/四川藍光英諾生物科技股份有限公司 教授/高級研究員
11:20-12:00	3D打印在心血管病中的應(yīng)用		鄭   宏  中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院，國家心血管病中心 主任
12:00-14:00	午餐&午休
14:00-14:40	活體細胞3D打印人體器官（擬）			徐銘恩    杭州捷諾飛有限公司 董事長
14:40-15:20	生物3D打印技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化探索			袁玉宇 邁普再生醫(yī)學(xué)科技有限公司 董事長
15:20-15:40	茶歇&展臺參觀
15:40-16:20	4D打印在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用		王   紅 青島尤尼科技有限公司 董事長
16:20-16:40	數(shù)字醫(yī)療定制的3D打印		王   晶  西安交通大學(xué) 副研究員
16:40-17:00	功能化熔融沉積3D打印耗材的研究		段   順  北京化工大學(xué) 講師
17:00-17:40	TBD   侯銀華 湖南華翔增量制造股份有限公司
17:40	會議結(jié)束

會議詳情：http://meeting.bioon.com/2017med3D-printing  

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大會聯(lián)系人：劉梓昕  185 0160 8077 zixin.liu@bioon.com