訪問人工關(guān)節(jié)領(lǐng)先廠商春立醫(yī)療：金屬3D打印骨科植入物將更符合國人骨質(zhì)結(jié)構(gòu)

南極熊導(dǎo)讀：國內(nèi)又一個醫(yī)療器械大廠將深耕金屬3D打印植入物——港股上市公司春立醫(yī)療（01858.HK）。

2019年10月28日，南極熊跟隨著廣東省科學(xué)院新材料研究所、南方醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院（廣東骨科醫(yī)院、廣東省骨科研究院）代表參觀訪問了春立醫(yī)療的骨科醫(yī)療器械制造工廠，包括傳統(tǒng)機(jī)加工生產(chǎn)線，以及3D打印生產(chǎn)線。


△春立醫(yī)療辦公樓和廠房，樓頂上掛著公司的股票代碼。截止2019年10月29日下午2點，其股價超46港元，市值達(dá)64億港元；而且近期呈現(xiàn)連續(xù)大漲的態(tài)勢。

南極熊據(jù)公開資料，春立醫(yī)療全名為北京市春立正達(dá)醫(yī)療器械股份有限公司，2018年營收近5億元人民幣，凈利潤超1億元人民幣；但2019年中報營收就已達(dá)3.75億元人民幣，預(yù)計全年增長40%以上。春立醫(yī)療成立于1998年，現(xiàn)有在職員工800余人，包括博士、碩士、本科及10年以上行業(yè)經(jīng)驗等專業(yè)技術(shù)人才；是中國領(lǐng)先的骨科醫(yī)療器械公司，專注于骨科醫(yī)療器械的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售。春立醫(yī)療產(chǎn)品涵蓋人工髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、脊柱內(nèi)固定器系統(tǒng)及其配套手術(shù)器械，擁有17個產(chǎn)品器械注冊證，是國內(nèi)人工關(guān)節(jié)假體領(lǐng)域產(chǎn)品注冊證最為齊全的企業(yè)之一；是國內(nèi)首家推出BIOLOX® delta陶瓷對陶瓷髖關(guān)節(jié)產(chǎn)品的企業(yè)，為患者提供與國際接軌的高品質(zhì)產(chǎn)品和服務(wù)。

在相關(guān)人員的帶領(lǐng)下，我們參觀了國內(nèi)領(lǐng)先的人工關(guān)節(jié)生產(chǎn)工廠。首先從最感興趣的3D打印車間看起。


△電子束熔融金屬3D打印機(jī)Arcam Q10。最大打印尺寸200×200×180mm，電子束功率3KW，單晶陰極，最小束斑直徑140μm，最大掃描速度8000m/s，可以實現(xiàn)多孔材料的打印。

電子束熔融技術(shù)（EBM）是在真空中使用電子束，將鈦合金粉末一層一層地熔化生成致密的零件，已經(jīng)成為骨科植入物的一種潮流性生產(chǎn)工藝。春立醫(yī)療表示，為病人3D打印骨科植入物的一般流程為：
1）通過病人CT數(shù)據(jù)進(jìn)行假體結(jié)構(gòu)設(shè)計；
2）設(shè)計打印文件，包括數(shù)據(jù)修復(fù)、骨小梁結(jié)構(gòu)設(shè)計、支撐添加等等；
3）將打印文件進(jìn)行切片，生成加工文件；
4）將加工文件導(dǎo)入EBM設(shè)備，執(zhí)行打�。�
5）產(chǎn)品后處理，包括使用工具去除支撐→使用壓縮空氣（PRS設(shè)備）清除多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)的粉末→將產(chǎn)品放入超聲波清洗機(jī)內(nèi)清洗→將產(chǎn)品放入無菌車間烘干并進(jìn)行無菌包裝。


△EBM 3D打印的金屬植入物

春立醫(yī)療使用電子束技術(shù)生產(chǎn)了大量產(chǎn)品，拿骨小梁為例，多孔結(jié)構(gòu)孔徑200-800μm，多孔結(jié)構(gòu)絲徑300-700μm，多孔結(jié)構(gòu)孔隙率50-80%，植入人體后三個月，實現(xiàn)假體良好骨生長。

讓南極熊感到意外的是，工廠里還有一臺惠普的多射流熔融（Multi-Jet Fusion）3D打印機(jī)。其基本原理是：先鋪一層粉末，然后噴射熔劑，與此同時還會噴射一種精細(xì)劑（detailing agent）以保證打印對象邊緣的精細(xì)度，然后再進(jìn)行一次熱輻射加熱，使得粉末按照模型截面粘結(jié)起來，層層堆疊成型。

△惠普MJF 3D打印機(jī)HP 4200及配套的后處理設(shè)備

現(xiàn)場看到工人正在對一爐3D打印出來的300多個尼龍墊片零件進(jìn)行清粉操作，吸掉表面上的尼龍粉末。工人告訴南極熊，“300多個墊片，今天已經(jīng)清理一個上午了�；萜者@臺3D打印機(jī)可以快速生產(chǎn)一些醫(yī)療器械的周邊零件，例如導(dǎo)板、假體試模等。當(dāng)零件不是太大的時候，一爐可以生產(chǎn)一批，效率很高，而且零件的各種性能很好，是整個醫(yī)療器械工廠里一個不錯的補(bǔ)充�！�

△InssTek 金屬3D打印機(jī)

△經(jīng)過送粉激光金屬熔覆的臼杯

南極熊在工廠里還看到一個很有意思的應(yīng)用：使用送粉金屬3D打印機(jī)，使用醫(yī)療級金屬粉末，對傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的醫(yī)療植入物進(jìn)行表面涂覆，實現(xiàn)植入物表面的多孔結(jié)構(gòu)，利于骨生長。這臺韓國InssTek公司的定向能量沉積（DED）技術(shù)（實際上包括DMT方法）的金屬3D打印機(jī)，原理是金屬粉末被連續(xù)送到要加工的金屬件表面，被激光照射均勻熔化，重新冷卻為固體結(jié)合到金屬表面上。

其實，在春立醫(yī)療的工廠里，3D打印目前是一個創(chuàng)新的應(yīng)用方向，生產(chǎn)規(guī)模不算大。傳統(tǒng)工藝的骨科植入物生產(chǎn)線，才是立足之本。


△幾十臺各式機(jī)床整整齊齊，對醫(yī)療器械進(jìn)行不同工藝環(huán)節(jié)的加工


△直徑、顏色不同規(guī)格的醫(yī)療級鈦合金棒材、醫(yī)療級PPSU棒材，是植入物及其他相關(guān)醫(yī)療產(chǎn)品的原料



△初步加工出來的植入物零件


△ABB機(jī)器手精加工醫(yī)療器械零件，自動化程度高，而且精度質(zhì)量都有很好的保證



△植入物零件拋光等后處理；每件產(chǎn)品都要經(jīng)過質(zhì)量檢測

△參觀北京市人工關(guān)節(jié)功能實驗室

看了春立醫(yī)療的工廠之后，才真正體會到他們在骨科植入物領(lǐng)域的強(qiáng)大實力。



據(jù)了解，春立醫(yī)療是北京市醫(yī)療器械質(zhì)量管理示范企業(yè)，通州區(qū)納稅先進(jìn)企業(yè)前10名；是“十三五”G20創(chuàng)新引領(lǐng)企業(yè)之一；2014年獲得北京發(fā)改委批準(zhǔn)的北京市人工關(guān)節(jié)工程實驗室，2018年成功建立“國家級博士后科研工作站”，2019年成功建立“院士專家工作站”，擁有國家高新技術(shù)企業(yè)等資質(zhì)，多次承擔(dān)北京市科委、發(fā)改委、經(jīng)信委等政府部門項目，是國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)人工關(guān)節(jié)與定制關(guān)節(jié)及脊柱產(chǎn)品的領(lǐng)導(dǎo)者，打破了國外壟斷，提升了我國自主創(chuàng)新水平。

參觀完工廠之后，春立醫(yī)療史春生、許奎雪、李明洋等對企業(yè)情況、生物涂層、醫(yī)療3D打印植入物等做了介紹 ，廣東省科學(xué)院新材料研究所劉敏院長、黃健書記、閆星辰博士對廣東省科學(xué)院及涂層技術(shù)研究做了介紹，南方醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院（廣東骨科醫(yī)院、廣東省骨科研究院）方航博士介紹了醫(yī)院的一般情況及在3D打印領(lǐng)域的研究及應(yīng)用，最后三方舉辦了“共同開發(fā)符合國人骨質(zhì)結(jié)構(gòu)的3D打印關(guān)節(jié)植入物”戰(zhàn)略合作簽字儀式。

△簽字儀式。從左到右：廣東省骨科醫(yī)院方航、春立醫(yī)療岳術(shù)俊、廣東省科學(xué)院新材料研究所黃健

△春立醫(yī)療為閆星辰、方航兩位博士頒發(fā)3D打印研發(fā)顧問聘書

從1998年到2019年的21年期間，北京春立醫(yī)療作為國內(nèi)骨科植入物的龍頭廠商之一，定制關(guān)節(jié)超過3萬例。現(xiàn)在借助廣東省科學(xué)院的材料研發(fā)技術(shù)優(yōu)勢和廣東省骨科醫(yī)院的骨科臨床應(yīng)用優(yōu)勢，春立醫(yī)療加大對金屬3D打印植入物的開發(fā)力度，以得到更加符合中國人骨質(zhì)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，造福國人。這將有力推動金屬3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)程，擴(kuò)大應(yīng)用范圍和規(guī)模。

“現(xiàn)有的電子束金屬3D打印機(jī)已經(jīng)不夠用了，我們正在考慮購買更多設(shè)備，來滿足不斷增長的產(chǎn)能需求�！贝毫⑨t(yī)療在參觀活動中表示。


△參觀活動人員合影。背后是春立的企業(yè)口號“視如己用 不斷創(chuàng)新”