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生物3D打印步入应用期:加速融入产业,助力智能制造

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2019-11-11浏览次数:1211

2016年11月25日,西安交通大学高级外科技术与工程研究所研究开发人员施爱华操作设备,打印出可降解磁性吻合环。同一天,西安交通大学高级外科技术与工程研究所发布了自主研发的3D打印可降解磁共振环。该3D打印可降解磁吻合环技术的特点是无需加工模具,成本低,生产速度快,主要用于临床上进行创新的外科手术,如磁力压缩胆管疏通。新华社记者李一波摄影

3D打印技术被业界称为推动21世纪医学个性化,精确化,微创化和远程化发展的重要技术支撑。中国的生物3D打印呈现出良好的发展趋势。它最初应用于医疗领域,如医学模型,个性化医疗植入物,仿生组织修复,手术器械,药物试验等,并可用于制造未来的活组织和器官。

国家发展和改革委员会最近发布《“十三五”生物产业发展规划》提议推动3D打印技术在新产品中的应用。工业和信息化部CCID研究所装备工业研究所所长左世权在接受记者采访时表示,中国的生物3D打印已经呈现出良好的发展趋势,并且一直处于医疗模式,个性化医疗植入物,仿生组织修复和手术器械。在药物试验等医学领域的初步应用可用于制造未来的活组织和器官。

“这表明3D打印技术在国家发展战略中已上升到一个新的高度,已成为实现智能制造的重要起点。需要大力发展。同时,技术的发展只能快速融入物理行业,并且可以与其他技术相结合。市场发展空间。“赛迪顾问分析师马瑞文告诉《经济日报》记者。

生物产业的新动能

3D打印,也称为增材制造。与传统制造不同,该概念可以基于计算机图形数据,并且添加材料的方法可以用于生成任何形状的对象,简化产品的制造过程,缩短产品的开发周期,并提高效率。并降低成本。

据介绍,2015年中国3D打印行业规模为80亿元,同比增长70%。随着3D打印设备的成本降低和支持服务的改进,3D打印市场的应用领域将继续扩大。未来几年,中国3D打印市场的增长率将高于全球水平。

3D打印技术在新产品中的应用,通常称为生物3D打印,在医学领域具有良好的发展前景。行业呼吁3D打印技术,以促进21世纪的个性化,精确和微创医疗。并为远程开发提供重要的技术支持。

“中国的生物3D打印取得了一些基础理论和技术研究成果,其中一些成果是世界领先的。”左世权说,例如,清华大学利用其细胞3D打印技术在世界上建立了第一个体外三维肿瘤。模型。广州迈普,时代天使等工业应用企业开始出现,医用添加剂制造产品的临床应用不断增加。广州迈普应用增材制造技术开发硬脑膜产品“瑞膜”已获美国FDA和国家食品药品监督管理局批准,并已在中国剑桥大学和301家医院进行了数万家医院的开展。中国的医院。二级临床应用。

马瑞文认为,生物产业作为先进产业和绿色产业的代表,3D打印技术应该选择合理的发展方向,在高,精,尖的领域取得突破,并成为帮助发展的新动力。生物产业。同时,3D打印技术应该面向产业链的下游环节,贴近市场,贴近需求,这也反映了当前供需侧结构改革的前提,以需求为导向。

需要打破缩放应用程序

2016年6月,北京大学第三医院成功切除了整形外科脊索瘤患者的五段脊柱肿瘤,并使用世界上第一个3D打印多段胸腰椎种植体完成了19厘米大跨度椎体重建。手术标志着中国3D打印技术中人造椎体的正式开放。

据马瑞文介绍,在医学领域,3D打印技术已广泛应用于骨科,神经外科,骨科,高端医疗器械零件等领域,但在组织工程应用中仍面临许多技术问题。如组织,细胞和生长因子精密比例技术和生物制造平台技术在组织器官3D打印中的应用。

“生物3D打印技术在医学领域的创新应用具有良好的发展前景,但成本仍然较高。产品的速度,精度和耐用性仍需不断提高。大规模的应用需要进一步的创新和技术的成熟。“石泉说,中国的生物3D打印技术还处于临床试验阶段,创新能力还有待进一步提高,医学临床应用还很少,产品注册,需要加快市场准入和其他政策法规。

马瑞文说,目前,3D打印技术在外科植入术中的应用仍在修复,整形,修复,填充和骨打印不具备原有器官功能的替代功能。印刷材料的局限性限制了3D技术的发展。如何解决印刷材料的生物相容性成为将3D打印技术植入新产品应用的关键问题,特别是在生物应用领域。

左世权建议,应在天然医用材料,合成高分子材料,生物活性陶瓷材料,医用金属材料等一批医用添加剂制造专用材料方面取得突破。同时,我们将重点开发一批具有自主知识产权的仿生组织修复支架增材制造设备,医用个性化添加剂制造设备和电池活性材料添加剂制造设备。

帮助“中国的智慧”

3D打印技术符合工业4.0制造智能,资源效率和产品人性化的概念,因此已成为国内外发展的重点。 “制造技术的这场革命反映了信息技术与先进材料技术和数字制造技术的紧密结合。它是先进制造业的重要组成部分,也是中国制造业升级的重要方向。”左世权说。

3D打印技术在消费电子,航空,汽车制造,生物医药和个性化消费品领域的商业应用将大大提高制造业的生产效率和生产精度,同时起到良好的节能效果。马瑞文表示,3D打印技术是一项特殊技术,具有软制造和个性化定制的全部优势。它代表了中国制造业效率的革命和生产工具的创新。作为“中国制造2025”的“智能制造”和“智能工厂”和“智能物流”三大核心主题的关键技术,结合批量生产和手工生产的特点,实现高效率,低成本成本生产方法,代表着未来的智能制造方向。

中国的3D打印行业正处于从引入后期到发展初期的过渡阶段。一批科研机构在早期阶段追踪3D打印技术,部分技术已达到世界先进水平。其中,激光直接加工金属技术基本满足特殊零件的机械性能要求,将优先应用于航空航天设备制造;生物细胞3D打印技术可以制造立体模拟生物组织,可以成为中国生物医学领域的前沿。科学研究提供关键技术支持。

马瑞文表示,目前中国可以成熟应用的3D打印材料种类有限,迫切需要加强3D打印特殊材料,复合材料和高性能材料的工艺研发能力。 3D打印设备对特定加工材料和特定产品要求的生产效率,制造精度和加工能力仍然不足,有必要着眼于提高其核心竞争力。此外,国内企业在特种印刷材料,高精度印刷材料和高精度印刷设备的产业链环节上仍与国外先进水平有一定差距。

“由于应用场景的特殊要求,3D打印技术必须根据实际需要与材料和加工技术相匹配。因此,主要商业模式采取“一站式”战略,即企业覆盖产业链的各个环节,产业分工尚未形成。这些问题迫切需要解决,“马瑞文说。