海外9家生物3D打印公司带你预览技术趋势_医疗健康

2016

11/08

13:16

作者：周俊

医疗健康

3D打印技术被视为一项颠覆传统生产方式的革命性技术，必将对人类生活、学习和工作产生深远的影响。3D打印的优势在于可实现复杂产品的设计与制造，并使小批量定制化产品的成本降低。我国医疗行业引入3D打印技术，始于上世纪80年代后期。随着3D打印技术与医疗技术的发展和深度结合，3D打印不仅可实现更精准的手术，生产更适合个体需求的各种医学内植物、助听器、义齿、义肢，更安全有效的药物控释，还可以制造出用于移植或药物实验的组织或器官，是再生医学的主要分支。

生物3D打印包含六个步骤，分别是影像数据的获取、组织和器官结构的设计、打印材料的选择、细胞的选择、生物打印机类型的选择和临床应用。起初，研究人员打印出智能生物材料，用于局部组织的诱导自我修复。随后，开始打印具有二维结构的膜片状组织，如皮肤和关节软骨。随着立体结构建模手段的丰富，中空脉管开始成形，如膀胱、气管、心脏瓣膜。最近研究人员已经可以打印实质的器官，它实现了不同层次不同功能细胞的堆叠，充满血管，并在每平方厘米使用了更多的细胞。

打印材料的发展历史

在2000年左右，生物3D打印主要的临床应用集中于医用手术导板。此时，美国Clemson大学的Thomas Boland教授提出了细胞及器官打印的概念。随后的十年间，临床上开始使用生物3D打印的医用植入物。2014年，美国Organovo公司宣布通过生物3D打印的肝脏exVive3D进入上市前的临床试验，并计划向医药公司出售3D打印肝脏。2015年4月，该公司利用细胞打印实现构建 “肾单位”这一肾脏最基础也是最重要的结构，并表达一定功能，人类向实质性组织和器官又迈进了一大步。

可以预见的未来是逐步成熟的人工组织和器官的体外制造技术，以及可以用于临床的生物活性植入物的使用。SmarTECH预计，在2024年，医疗3D打印机的硬件市场将达到5.48亿元、材料市场将达到7.08亿美元、软件市场将达到3千万美元。

而目前，医疗行业中的3D打印尚在小众的探索阶段，总市场金额较低。硬件的市场金额比材料和软件都高，原因在于打印机价格高昂。但随着临床应用的深入发展，材料的市场金额将以24%复合年增长，预计在2020年超过硬件的市场金额；配套的3D打印软件以14%复合年增长率在今后10年发展起来；而硬件由于可扩展性高，需要不会有明显变化的年增长率。

在关注度方面，生物3D打印也逐步变得热门，其中搜索频次最高的三个国家依次是美国、新西兰和南非。