揭秘：醫(yī)療保健巨頭強生是這樣運用3D打印的

當(dāng)數(shù)碼照相技術(shù)進入到人們的生活以后，通過一臺普通的打印機就可以立即打印出一張我們喜愛的相片。這種立等可取，并且可以任意選取單張照片隨時隨地進行打印的方式與傳統(tǒng)膠卷沖洗方式相比可謂發(fā)生了翻天覆地的變化。那么，醫(yī)療器械是否也可以用過3D打印這樣的數(shù)字化技術(shù)實現(xiàn)按需生產(chǎn)、立等可取呢？ 這正是美國強生在3D打印醫(yī)療器械領(lǐng)域為自己設(shè)立的小目標(biāo)。

美國強生作為全球規(guī)模最大，產(chǎn)品多元化的醫(yī)療衛(wèi)生保健品及消費者護理產(chǎn)品生產(chǎn)和服務(wù)企業(yè)，在3D打印技術(shù)的應(yīng)用方面進行了探索和規(guī)劃，所涉及的領(lǐng)域包括骨科植入物、手術(shù)預(yù)規(guī)劃、藥物測試等。


手術(shù)導(dǎo)板、植入物、藥物測試多管齊下
強生公司已與惠普、Carbon3D、3D Systems、Organovo及Materialise等公司進行3D打印醫(yī)療器械領(lǐng)域的合作。

DePuy Synthes是強生的子公司，在全球范圍內(nèi)提供全面的整形外科和神經(jīng)科產(chǎn)品和服務(wù)，包括：關(guān)節(jié)重建、創(chuàng)傷、脊柱、組合運動醫(yī)學(xué)、神經(jīng)、顱頜面、動力工具和生物材料。DePuy Synthes 已通過3D打印技術(shù)生產(chǎn)定制化植入物和手術(shù)導(dǎo)板。

Janssen Pharmaceuticals 是強生集團的制藥公司，所生產(chǎn)的藥品可治療內(nèi)科、精神科、神經(jīng)科、婦科等多個領(lǐng)域的疾病。Janssen 的研發(fā)中心已引入Organovo 的生物3D打印人體組織進行新藥物測試。


3D打印植入物與手術(shù)導(dǎo)板
強生子公司DePuy Synthes 推出了TRUMATCH產(chǎn)品線，產(chǎn)品包括定制化的顱頜面（CMF）外科植入物和手術(shù)導(dǎo)板，以及膝關(guān)節(jié)手術(shù)導(dǎo)板。

DePuy Synthes 的臨床工程師根據(jù)病人的CT 掃描數(shù)據(jù)創(chuàng)建定制化CMF植入物和手術(shù)導(dǎo)板。在CMF 領(lǐng)域DePuy Synthes 一個重要的合作伙伴是Materialise 公司，Materialise為DePuy Synthes制造個性化CMF手術(shù)導(dǎo)板，并將為DePuy Synthes 供應(yīng)定制化的顱頜面植入物。這些植入物將通過TRUMATCH CMF Solutions公司在澳大利亞和歐洲（不包括法國）出售。

此外，DePuy Synthes的臨床工程師通過Materialise公司的ProPlan CMF規(guī)劃軟件在一個虛擬環(huán)境中配合醫(yī)生制訂手術(shù)前計劃、定義植入物的形狀、并設(shè)計手術(shù)導(dǎo)板，然后生成可3D打印的輸出文件。

膝關(guān)節(jié)手術(shù)導(dǎo)板也同樣是根據(jù)患者膝關(guān)節(jié)部位的CT 數(shù)據(jù)進行創(chuàng)建。這些器械的創(chuàng)建、制造過程是在DePuy Synthes于3D Systems公司合作下完成的，兩家公司已建立了長期合作關(guān)系。所有的外科導(dǎo)板設(shè)計、與外科醫(yī)生的溝通和整個產(chǎn)品生命周期管理，是由一個專門的小組來負責(zé)。植入物等醫(yī)療器械的設(shè)計文件經(jīng)過外科醫(yī)生批準后，會被傳送給3D Systems公司進行打印，然后送回到DePuy Synthes進行最后的組裝、殺菌和裝運。

定制化設(shè)計的植入物能夠與病人的解剖結(jié)構(gòu)相匹配，從而減少并發(fā)癥的發(fā)生，手術(shù)導(dǎo)板在手術(shù)過程中幫助指導(dǎo)醫(yī)生切骨和準確定位植入物，從而減少手術(shù)過程中的不確定性，并減少手術(shù)時間。這些定制化的植入物復(fù)雜的幾何形狀往往只有3D打印技術(shù)才能夠?qū)崿F(xiàn)。


醫(yī)療器械生產(chǎn)走向批量定制化
強生公司在3D打印領(lǐng)域還選擇了Carbon 3D和惠普這兩家3D打印合作伙伴。2016年，強生公司的子公司強生創(chuàng)新（Johnson & Johnson Innovation）公布了與Carbon 3D在定制化外科手術(shù)設(shè)備制造方面的合作關(guān)系。

據(jù)3D科學(xué)谷了解，Carbon公司的連續(xù)液界面制造（CLIP）技術(shù)在打印速度和材料開發(fā)方面具有顛覆性。CLIP技術(shù)最快可以在不到十分鐘內(nèi)打印完成一個3D對象，而且用CLIP技術(shù)制造的3D打印件在經(jīng)過熱固化后其機械性能類似于注塑成型部件。

雖然強生公司并沒有過多披露如何使用CLIP 技術(shù)的細節(jié)，但我們不難想象如果將這項技術(shù)用于生產(chǎn)個性化的3D打印手術(shù)導(dǎo)板，無疑可以帶來更迅速的交貨期，讓手術(shù)預(yù)規(guī)劃與手術(shù)實施之間的時間間隔變得更短。當(dāng)然，生產(chǎn)此類醫(yī)療器械的3D打印設(shè)備、材料和工藝都需要經(jīng)過FDA 的批準。

同樣在2016年，強生確立了與惠普在3D打印領(lǐng)域的合作關(guān)系，雙方致力于實現(xiàn)個性化醫(yī)療，為患者生產(chǎn)定制化的醫(yī)療器械。3D科學(xué)谷了解到，惠普公司在介紹其MJF 3D打印技術(shù)時曾經(jīng)表示，該技術(shù)可以在3D打印對象中實現(xiàn)導(dǎo)電屬性，未來強生公司是否會通過MJF 3D打印機生產(chǎn)嵌入式傳感器的個性化醫(yī)療產(chǎn)品，讓我們保持關(guān)注。

生物3D打印與新藥研發(fā)
新藥品在推出市場之前需要經(jīng)歷漫長而嚴謹?shù)乃幤窚y試階段，Janssen Pharmaceuticals 藥品研發(fā)中心的藥品測試方式包括2D細胞培養(yǎng)、尸體、人體組織和人體臨床試驗等。3D打印的組織會比現(xiàn)有的2D細胞培養(yǎng)更類似于人類組織，因此可以為藥品研發(fā)人員提供藥物化學(xué)成分作用的更準確的信息，從而加快藥物研發(fā)過程。

早在2014年Janssen Pharmaceuticals就開始生物3D打印公司Organovo就藥物測試領(lǐng)域的合作展開討論。Organovo主要使用其NovoGen MMX 生物打印機擠出人體組織細胞和水凝膠，形成3D的人體組織。目前Orgaonovo 生產(chǎn)的3D打印肝臟組織和腎臟組織已進入商業(yè)化階段，并應(yīng)用于藥品研發(fā)測試階段中。

關(guān)于強生
創(chuàng)建于1886年，是世界上最具綜合性、分布范圍最廣的衛(wèi)生保健產(chǎn)品制造商、健康服務(wù)提供商，產(chǎn)品暢銷175個國家地區(qū)，生產(chǎn)及銷售產(chǎn)品涉及護理產(chǎn)品、醫(yī)藥產(chǎn)品和醫(yī)療器材及診斷產(chǎn)品市場等多個領(lǐng)域，作為一家國際性大型企業(yè)在全球57個國家建立了250多家分公司，擁有11萬6千余名員工，總市值高達3238億美元。

延伸閱讀：
《醫(yī)療巨頭強生進入3D打印手術(shù)器械市場》
《強生將與Materialise合作開發(fā)鈦金屬3D打印骨骼植入物》

來源：3D科學(xué)谷