3D打印和新材料

新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料,具有比传统材料更为优异的性能。应用于医疗器械中正在研发、性能超群的材料,比传统材料拥有更优异的性能。

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中国首例私人订制3D打印颈椎手术获成功

来源:视觉中国 2018-05-02 12:48

 

73岁的女患者张宇(化名),双膝患退行性骨关节病10余年,关节疼痛使得行走活动受限。在吉林石油总医院,麦递途利用3D打印技术为她定制了个性化截骨模块,帮助其完成了全膝关节置换(TKA)手术,与传统置换术不同的是,使用这一解决方案使得手术时间更短、出血量及引流量更少,手术的风险也更小。

这一案例中,3D打印导板辅助人工膝关节置换术是最大的亮点。3D打印能根据患者的受损部位定制需要的器械进行手术,其最大优势在于,能够充分考虑到患者的年龄因素和已经有严重的畸形问题进行精准手术。而普通手术多使用已有的固定型号的器械进行手术,针对性不强。

被应用到航空航天、汽车制造、建筑等领域的同时,3D打印技术也开始逐渐被应用到医疗健康领域。成立于2015年的麦递途是一个以3D为特色的三类植入器械生产公司,是国内最早一批探索3D打印技术在医疗领域应用的公司,目前能够为医院提供术前规划、3D打印植入产品等完整解决方案。

3D打印技术提升,成本下降

3D打印是一个新的加工制造领域,它是基于数字模型文件,运用金属粉末、尼龙、塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造实物的技术。其在医疗领域的应用包括术前规划、口腔修复、假肢、内植入物以及器官组织。目前,3D打印器官组织因技术的复杂性和道德伦理问题,仅局限于实验阶段,其它如术前规划、骨科植入物打印等均已实现临床应用。

麦递途创始人兼CEO金鑫七八年前最早接触到3D打印的样件时感到很震惊,当时他就有一个想法,如果在传统医疗器械领域结合3D打印技术,将会充满想象力。

医疗器械领域的产品从研发到制造,原创的东西太少,需要个性化创新性的产品。从医学的角度讲,每个人都有很大的个体差异,因而医疗器械的规格品类比较多,3D打印技术先天就能解决这一问题,和医学有非常强的契合点。

“技术虽好,但是价格太贵了,”高昂的成本让金鑫望而却步。直到2014年,他和合伙人金晴宇发现3D打印产品的价格有了约10倍的下降,整个技术发展水平大大提升。

2015年,金鑫创立医疗器械生产公司麦递途,提供覆盖全产业链的医学3D打印整体解决方案。

麦递途核心团队的组建,是金鑫最自豪的事情,因为医疗+3D打印这样跨界的组合较难实现。麦递途团队规模超100人,核心人员约10人。其中,创始人金鑫是外科临床医生出身,后在医疗器械公司做器械研发、生产、销售十余年;研发负责人金晴宇曾任美敦力大中华区研发总监,有20多年的行业经验;软件研发是前西门子软件开发项目负责人;硬件研发负责人则是前华为硬件类研发总监。

“我们是最早一批开拓3D打印医疗器械市场的公司,在市场覆盖率以及技术水平方面,我们也处于领先位置。”金鑫表示。

麦递途团队致力于提出覆盖全产业链的医学3D打印整体解决方案

麦递途于2014年初获得了来自经纬中国的数百万元天使轮投资,并于2016年完成了来自晨兴资本的数千万元A轮融资。

2016年,全球3D打印医疗市场规模达12.29亿美元,其中3D打印骨科植入物市场规模约8.23亿美元,占比近70%,预计3D打印骨科植入物将保持年均30%的快速增长,2024年市场规模将达到81.2亿美元。

主要业务:

三维医学影像打印与植入类产品小规模定制

初创期的麦递途从骨科切入医学3D打印,为医院提供设备、耗材、软件、全套培训等完整解决方案。

目前,麦递途的主要业务包括两大块:一是把医学影像从二维变成三维;二是3D打印医疗植入类产品。

3D打印技术利用的初级层次是把二维变为三维,将医学影像打印成实物,替代洗片机,用于术前规划和与患者沟通。

影像科的痛点是,CT、B超、核磁共振等检查出来的影像是二维的,而世界万物的本质是三维的,通过二维的影像去推测三维的情况,需要医生既有经验又有足够想象力,二维跟三维的差异,可能导致医生诊断错误。

“我们第一步做的是辅助医生,把二维影像变成三维实体,首先覆盖的是外科手术科室,把二维的数据处理成三维并打印实物。”金鑫说。

打印出3D产品后,医生就可以直观地发现病人是什么问题,范围有多大,基本的外形形态是什么样的。金鑫拿肿瘤举例,一个肿瘤周围有侵犯和干涉处理的方法与没有侵犯是不一样的。

麦递途的另一大业务是打印植入类产品。医用级的产品传统上采用材料去除、切削加工等方式,浪费材料且生产的产品种类有限。而3D打印利用堆积、烧结的方式将材料逐渐累加,基本上零浪费且高效率,还能够生产出传统的方式生产不出来的产品,“创造很多之前只能想象的东西,类似于在核桃内部雕个花。”

3D打印的医学产品又可以分为有生物活性的和无生物活性的。这一技术的最高层级是打印一个活性器官或者有生命活性的材料,血管、肝脏等,目前还在试验阶段。

目前,无生物活性的产品是目前麦递途专攻的部分,打印出来的骨骼、软组织等能替代掉有问题的组织和器官。

这是3D打印的优势所在,传统的植入体内的产品通常是同一个型号或者有限的型号,事实上个体差异特别大,产生问题的区域和组织区域差别也很大。“我们定制最符合原生的东西,也就是成衣和定制衣服的差别。”

但由于完全个性化定制成本比较高,麦递途目前提供的还是小规模定制,定制产品包括骨科创伤、脊柱、关节受损需要的产品,辅助颅骨修复、整形外科、面部骨骼缺损等情况的产品等。

壁垒:

贯通从研发到制造、培训的全产业链

3D打印医疗器械是一个壁垒较高的行业,需要医学和3D领域的交叉学科背景的人,而且要开发自己的设备、软件,对研发投入是巨大的。

在金鑫看来,麦递途的最大优势在于他们既具有全产业链技术贯通的优势,也有行业经验与医工结合的优势。

麦递途的影像3D打印业务直接跟医院合作,医院采购公司的包括软硬件以及技术服务在内的解决方案建立实验室,已经与150—200家医院达成合作。

山东某医院利用3D打印技术成功实施微创穿刺脑干手术。视觉中国

植入类产品则是在医院有需求的时候,麦递途为其定制产品快递到医院,这一类型合作医院约400—500家。目前,植入类产品已经落地应用,但数量不大,目前还是研发和科研性质,正在申请三类植入性医疗器械产品注册证过程中。

在收费方面,金鑫表示,患者需要支付不高于传统治疗方式的价格即可。麦递途的营收来源主要也是上述两大业务,目前一年营收数千万元。

麦递途创始人金鑫和研发总监金晴宇

目前,国内已有部分企业涉足3D打印领域,多专注于一两个细分领域,如即刻叁·医疗、浙江德尔达医疗专注术前规划,博恩生物、普林特切入口腔修复,爱康医疗、艾科赛龙涉足骨科植入物等。

即刻叁·医疗自主研发图像采集三维数据系统,拥有自主知识产权及首款经过CFDA认证的三维转化处理分析软件,目前已有累计10000+的各类真实3D技术合作案例。爱康医疗是一个将3D打印技术应用于骨关节及脊柱置换内植入物的医疗器械公司,现已成为世界最大的3D打印骨科植入物生产商之一,已于香港证券交易所上市,2017年收入为3.7亿元。

麦递途的不同之处在于公司打通了整个产业链,提供术前规划、研发、制造、销售、培训、服务等全流程服务,拥有原材料初步加工的核心技术,以及自主研发的软硬件设备,为医院提供3D打印整体解决方案。

目前麦递途已经实现了在国外的应用落地,未来金鑫计划用两年多的时间,达到在国内医院覆盖率最高,并扩大国际影响力。(生物谷Bioon.com)

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