國內外醫(yī)用3D打印技術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。3D生物打印跨過第一、第二層次，已經在醫(yī)療模型、診療器械、康復輔具、假肢、牙齒及人工關節(jié)等方面催生出了一個產業(yè)鏈雛形。然而，有關3D打印產品的審批、國家對該類產品的政策方面的決策以及產品上升過程中遇到的技術和材料、產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并具有核心的市場競爭力成為了企業(yè)長久立足的關鍵，也是臨床醫(yī)生和科研人員普遍關心的問題。


△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打印技術在我國還處于起步階段，目前與歐美國家的差異體現在哪里？

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（復合材料、生物墨水等），3D打印技術結合材料可以針對個性化醫(yī)療器械的結構以及生物力學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），可以做出各種結構：空心結構、多孔結構、網格結構、使用異質材料、功能梯度材料及多尺度材料。

    我國從上世紀90年代初期開始研究快速原型技術，2000年前后，這些技術從實驗室研究逐步向工程化、產品化轉化，開發(fā)了數字化反求、快速原型與快速模具配套的快速制造技術。早期快速原型技術在中國工業(yè)領域推廣很慢，全國每年僅銷售幾十臺快速原型設備，主要應用于職業(yè)技術培訓、高校等教育領域。近幾年，增材制造產業(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。

目前國內的增材制造設備和服務企業(yè)眾多，但規(guī)模都較小。西安交通大學、清華大學、華中科技大學、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)級設備的生產和應用，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、西北工業(yè)大學、西安交通大學等大學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)、整機設計等擁有自主技術，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、峰華卓立等風起云涌，但缺乏創(chuàng)新技術，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專利的數量為世界第二。我國在航空大型承力件制造及其裝備、在個性化醫(yī)療等方面的應用研究世界領先。我國基本掌握了增材制造的主流技術及設備軟件，設備裝機量世界第四，國產裝備的供應量在世界排序第七。

生物谷 :目前3D打印在醫(yī)療領域中應用最多的為輔助醫(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打印技術應用于生物醫(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，在術前做好規(guī)劃以及手術準備等，可以節(jié)約手術時間，提高手術治愈率；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、及生物響應特性）等；四、打印醫(yī)學軟組織（組織細胞打�。�，隨著3D打印技術的不斷進步，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技術與組織工程的結合將為生物組織與器官的重建開辟嶄新的研究領域�！吧�物墨水”中3D打印生物材料的研究與開發(fā)。實現組織與器官的原位3D打印。  

生物谷: 3D打印將如何助力精準醫(yī)療？

回答：打印精度助力精準醫(yī)療，3D打印技術在精度方面可以做出完全屬于自身的個性化定制產品，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；個性化設計及功能梯度助力精準醫(yī)療，3D打印可以在設計方面可以做出各種結構（空心結構、多孔結構、網格結構、使用異質材料、功能梯度材料及多尺度材料），選擇符合生物相容性及力學特性的結構和材料精準定制醫(yī)療器械產品。

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

回答：
技術：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、生物響應性等方面適應的3D打印生物醫(yī)用材料。另外如何有效保障質量的前提下提升3D打印速度也是難點之一。

政策：3D打印是一個新型的技術，應用于生物醫(yī)療領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  副研究員
全國增財制造（3D打印）產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長
本次演講題目：3D打印與精準醫(yī)療
博士，西安交通大學副研究員，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業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長，主要從事3D打印與精準醫(yī)療（3D打印骨科導航模板、齒科正畸系統(tǒng)等）等的相關研發(fā)和增材制造技術與應用推廣工作。王博士于 2001 年和 2010 年在吉林大學獲得學士、碩士和博士學位；2008 年至 2010 年在 University of Wisconsin， Milwaukee Branch， Biomedical Engineering (作為“國家高水平大學公派計劃”高級訪問學者)從事光學功能成像的研究（主要研究多光譜光聲成像技術，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）�；貒�后加入中國科學院生物醫(yī)學工程技術研究所，成果轉化處，從事科研項目的審核與成果轉化工作。王博士曾獲得吉林大學學術論文“精英杯三等獎”、美國威斯康辛州立大學“助理研究獎金（$7000）”，獲得 “2013 年優(yōu)秀技術經紀人證書”，獲得“2015 年中國科學院科學促進發(fā)展管理貢獻獎”，實驗室相關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打印精準醫(yī)學的辯證思維		錢齊榮 第二軍醫(yī)大學附屬長征醫(yī)院關節(jié)外科主任
11:30-12:10		3D打印醫(yī)療器械的研制與風險（擬）			樊瑜波   北京航空航天大學生物與醫(yī)學工程學院院長
12:10-14:00		午餐&午休
14:00-14:40		3D打印技術在口腔醫(yī)學中的應用	張建設   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		數字外科及3D技術在口腔頜面部創(chuàng)傷救治研究中的應用	譚穎輝   第三軍醫(yī)大學新橋醫(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與腫瘤治療	吳成鐵 中國科學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”顱內腫瘤（擬）	李學軍 中南大學湘雅醫(yī)院/國家衛(wèi)生計生委醫(yī)管中心3D打印醫(yī)學應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 四川大學生物材料工程研究中心主任
09:40-10:20	3D打印顱頜面修復		杜如虛 香港中文大學精密工程研究所 所長
10:20-10:40	茶歇&展臺參觀
10:40-11:20	3D打印“智能機器”集成技術探討		周惠興   中國農業(yè)大學3D打印工程技術研究中心/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用		鄭   宏  中國醫(yī)學科學院阜外醫(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打印技術的產業(yè)化探索			袁玉宇 邁普再生醫(yī)學科技有限公司 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)療領域的應用		王   紅 青島尤尼科技有限公司 董事長
16:20-16:40	數字醫(yī)療定制的3D打印		王   晶  西安交通大學 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 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