揭秘：醫(yī)療保健巨頭強生是這樣運用3D打印的

當數(shù)碼照相技術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)字化技術實現(xiàn)按需生產、立等可取呢？ 這正是美國強生在3D打印醫(yī)療器械領域為自己設立的小目標。

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


手術導板、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)療器械領域的合作。

DePuy Synthes是強生的子公司，在全球范圍內提供全面的整形外科和神經科產品和服務，包括：關節(jié)重建、創(chuàng)傷、脊柱、組合運動醫(yī)學、神經、顱頜面、動力工具和生物材料。DePuy Synthes 已通過3D打印技術生產定制化植入物和手術導板。

Janssen Pharmaceuticals 是強生集團的制藥公司，所生產的藥品可治療內科、精神科、神經科、婦科等多個領域的疾病。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打印植入物與手術導板
強生子公司DePuy Synthes 推出了TRUMATCH產品線，產品包括定制化的顱頜面（CMF）外科植入物和手術導板，以及膝關節(jié)手術導板。

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植入物和手術導板。在CMF 領域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手術導板，并將為DePuy Synthes 供應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)生制訂手術前計劃、定義植入物的形狀、并設計手術導板，然后生成可3D打印的輸出文件。

膝關節(jié)手術導板也同樣是根據(jù)患者膝關節(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系。所有的外科導板設計、與外科醫(yī)生的溝通和整個產品生命周期管理，是由一個專門的小組來負責。植入物等醫(yī)療器械的設計文件經過外科醫(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。

定制化設計的植入物能夠與病人的解剖結構相匹配，從而減少并發(fā)癥的發(fā)生，手術導板在手術過程中幫助指導醫(yī)生切骨和準確定位植入物，從而減少手術過程中的不確定性，并減少手術時間。這些定制化的植入物復雜的幾何形狀往往只有3D打印技術才能夠實現(xiàn)。


醫(yī)療器械生產走向批量定制化
強生公司在3D打印領域還選擇了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在定制化外科手術設備制造方面的合作關系。

據(jù)3D科學谷了解，Carbon公司的連續(xù)液界面制造（CLIP）技術在打印速度和材料開發(fā)方面具有顛覆性。CLIP技術最快可以在不到十分鐘內打印完成一個3D對象，而且用CLIP技術制造的3D打印件在經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 技術的細節(jié)，但我們不難想象如果將這項技術用于生產個性化的3D打印手術導板，無疑可以帶來更迅速的交貨期，讓手術預規(guī)劃與手術實施之間的時間間隔變得更短。當然，生產此類醫(yī)療器械的3D打印設備、材料和工藝都需要經過FDA 的批準。

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

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 生產的3D打印肝臟組織和腎臟組織已進入商業(yè)化階段，并應用于藥品研發(fā)測試階段中。

關于強生
創(chuàng)建于1886年，是世界上最具綜合性、分布范圍最廣的衛(wèi)生保健產品制造商、健康服務提供商，產品暢銷175個國家地區(qū)，生產及銷售產品涉及護理產品、醫(yī)藥產品和醫(yī)療器材及診斷產品市場等多個領域，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科學谷