永年激光：「3D列印＋醫療」的發展新方向

近日，永年激光一行前往光韻達學習交流，交流期間雙方公司就3D列印技術在醫療領域的應用及今後合作進行討論。

江蘇永年激光成形技術有限公司，在承接顏永年教授研發團隊在快速成形領域20多年的研究成果基礎上，更加重視共性關鍵技術研究和原始創新。而顏老除了一直致力於快速成形研究外，在生物製造領域也有著頗深的造詣。

1提出離散-堆積成形學原理，並與其它學科交叉形成新的前沿生長點

（1）它是繼「去除成形」（如切削加工等）和「受迫成形」（如鑄、鍛等）後的新型成形原理與方法。

（2）據此提出離散-堆積平台（軟、硬體系統）構想，完成可實現多種RP、RM工藝的多功能快速成形系統（實驗設備）在此基礎上完成單功能和多功能快速成形商品化設備，獲國家科技成果二等獎。

（3）離散-堆積成形原理與熱致相分離方法相結合可製造具有分級孔隙率的三維結構，用於人體器官修復的組織工程支架之製造。

（4）離散-堆積成形原理與細胞-材料單元的觸發固化技術相結合，可按預設計將細胞受控組裝成三維結構，通過體外-體內培養，而形成人體器官。

2 生物製造學術研究

顏老將製造科學引入生命科學領域提出「生物製造工程」（Organism Manufacturing Eng.）學科概念和框架體系。為製造科學發展提出一個新方向。

將離散-堆積成形原理與生命科學融合起來開展生物製造研究，於本世紀初提出視活細胞為堆積成形「材料單元」的概念，以組織和器官的解剖學數字模型驅動細胞-材料單元直接組裝成形，完成多種細胞的空間排布，即類組織前體製造，經體內外培養訓練而發育成組織和器官。此研究開啟了一扇通向組織和器官人工製造的大門，得到國內外生物醫學專家高度評價。按數字模型三維排布活細胞是對製造科學的挑戰，顏教授帶領團隊在這一新領域開展研究，完成複合交聯-分級結構，獲發明專利5項。

上海光韻達數字醫療科技有限公司由深圳光韻達光電科技股份有限公司與上海交通大學王成燾教授的技術團隊共同組建，是一家將數字技術和臨床醫學相結合，開展醫學3D列印，醫療器械研發，以及醫學數字技術服務的高新企業。

近年來，3D列印技術在醫療領域得到廣泛的探索和臨床實踐，特別是將3D列印技術用於膝關節骨缺損治療、股骨頭壞死、頸椎腰椎疾病等骨科領域，幫助很多無法正常行走的患者重新「走回」健康生活。

3D列印在醫療領域的應用

1、藥物

通過在3D印表機中加入裝有化學藥品的容器，3D印表機可合成用戶所需藥品。這將大大降低藥品製作成本，減輕患者負擔。

2、醫療模型

3D列印的醫療模型讓醫生在手術前直觀的看到手術部位的三維結構，幫助醫生規劃手術方案。尤其針對複雜手術，有助於降低手術風險，提高手術的成功率。

3、植入物

個性化定製人工骨骼在臨床應用中需求量特別大，是由於人體骨骼形態不規則，個體形態差異較大。比利時哈塞爾特大學BIOMED研究所為患者列印並移植了下頜骨利用激光輔助3D列印技術。南方醫科大學黃華軍等，收集臨床複雜脛骨平台骨折病例以及常用脛骨平台鋼板的CT數據，進行骨折三維重建、虛擬複位以及建立鋼板三維模型庫，然後進行內固定方案的數字化設計。3D列印出骨折複位模型以及鋼板模型，在3D模型上按照數字化設計內固定方案進行模擬手術，結果顯示3D列印技術結合數字化設計能有效的提高複雜脛骨平台骨折內固定植入效果。

由於骨腫瘤、車禍等造成的骨骼缺損、頜面損傷、顱骨修補等，都無法用一般修復產品進行治療，而3D列印產品提供了有效的解決方案，這些列印的假體不僅可以依據患者的自身特點進行量體裁衣而製造。而且3D列印技術能夠列印出與植入物一體的仿生骨小梁微孔結構，從而有利於人體骨骼的長入。

4、組織、器官

3D列印人造器官印表機分為噴墨人造器官列印、微擠壓成型人造器官列印和激光輔助人造器官列印三類，根據其工作原理。這三類印表機在列印再生組織和器官上各有利弊。雖然目前出現的生物3D列印器官並不是功能完整、結構完整的器官，但是它們在藥物篩選測試、疾病的研究領域已經開始發揮作用。採用3D列印的器官和組織可以有效提高藥物的篩選成功率。

5、口腔

3D列印的數字化口腔技術為牙科行業帶來了精度高、成本低、效率高的優點，以及符合規範化生產鏈相符的口腔數據。減少醫生手工製作模型、義齒等牙科產品的時間，將精力回歸到口腔疾病的診斷及實施口腔手術本身。對於牙科技師而言，雖然遠在醫生診室之外，但只要獲得患者的口腔數據，就可以根據醫生要求定製出精準的牙科產品。

6、器械製造

金屬3D列印技術在醫療器械領域的潛力已經超越了原型承擔複雜手術器械的製造任務。如在膝關節前交叉韌帶損傷修復手術中，如要保證手術的精準和微創，醫生需要藉助一種精密而特殊的手術工具。製造這種工具的鎳鉻鐵合金是一種難加工材料，使用傳統的機加工方式製造該手術工具的難度很高，而且所花費的時間長、成本高。這種情況下，使用3D列印技術進行製造則更為適合。

3D列印醫療應用前景

與國外相比，我國3D列印行業正處於急速發展時期，市場潛力巨大，伴隨著個性化醫療的發展，以及國家醫保政策的貫徹實施，3D列印產品的需求量將會急劇增加。

2017年12月5日，CFDA發布了《3D列印醫療器械製造指導意見》，為醫療設備製造商提供有關3D列印技術方面的建議，同時還指出製造商在提交3D列印醫療設備審批時需包含的內容，包括對各種3D列印方法的思考、設備設計、功能、耐用性測試及質量系統要求。這是繼去年5月CFDA發布針對醫療製造商的3D列印草案指南之後的又一促進3D列印醫療設備進一步發展的舉措。同時，這也體現出國家對3D列印這一重要新興技術的重視和實踐。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！