2024-03-09 农历甲辰年 正月廿九
李培学:3D打印技术将加快智能医疗时代的到来

据外国媒体报道,英国伯明翰阿斯顿大学的正在尝试利用3D纳米打印技术复制大脑的神经网络,研究对大脑的扫描复制并实现数字化,推动人类实现数字化的“永生”。

在国内,3D打印已经上升为国家战略,被列入国家2016年重点研发计划专项清单。不久前在青岛举办的第二届中国国际3D打印节上,展示了国内3D打印在医疗方面的术前模拟技术、影像数据分析与重建、AI技术与医疗手术结合、3D医疗打印(齿科、手术导板和体内植入物)等先进的技术及应用。

会上,展会组织方三迪时空集团有限公司董事长李培学,向生命君介绍:“3D打印作为全球的前沿科技,将在医疗领域得到广泛应用。据Allied Market Research统计,2015年全球3D打印医疗保健市场的销售额为5.79亿美元,预计2020年将增长至23.638亿美元。当前,3D打印技术在医疗领域的运用,正在加快智能医疗的时代的到来。”

3D打印技术推动医用支具性能及技术指标接近理想状态

生命君:3D打印技术的普及速度较慢,被视是其发展瓶颈,相对国外来说,在医疗领域颇有遇冷的感觉,提高大众对3D打印技术的关注,是否是三迪时空举办3D打印节的初衷?

李培学:三迪时空连续两年推出3D打印节,旨在推动3D打印技术的科普和传播,尤其要“焐热”3D打印技术在医疗和大健康领域最新应用的关注度,本届展会因此引进了国际3D打印巨头的亮相,譬如3D SYSTEMS公司展示了3D打印支具在青少年脊柱侧弯治疗中的应用,传统的支具制作需要经过多次的模型转换、躯干取型、石膏阳型灌制、石膏模型修型调整、预制板材热塑成型、板材胚型裁剪,而且每一次的模型转换就存在一次增大误差的可能,而通过3D扫描系统和CAD计算机辅助设计系统,能够在精准的人体数据上,直接设计支具的矫正方案,准确把握脊柱侧弯矫正所必需的正确的矫正位置和最佳矫正力度,然后将设计好的支具数据进行测试和调整部分参数,最后通过SLS工艺进行3D打印。3D打印技术的加工特点更能保证加工所得脊柱侧弯支具成品是与设计数据完全一致的,彻底解决困扰支具师的成型精度问题,对比3D打印支具与传统板材支具时发现,3D打印支具契合度更高,各加力部位的受力方向、受力高度和受力强度这三项重要指标都趋于达到支具设计的理想状态。

未来医疗,是AIVR3D的结合

生命君:3D打印将为将为医疗行业的智能制造带来哪些变革,是否能够加快推动AI在医疗大数据领域的应用?

李培学:未来的医疗,需要AI人工智能、VR虚拟现实和3D打印技术结合起来,构筑成完美的现代化医疗科技体系。人工智能主导诊疗,虚拟现实负责心理治疗和医生的技术训练,3D打印则在人工智能的指令下完成器官再造等治疗方案。随着在传感器、显示技术、通信手段等方面日渐成熟及3D打印材料逐渐扩大,精度继续提高,智能医疗的时代正在快速到来。

3D打印技术将在齿科应用、外科整形模型、手术方案模型、个性化假肢等医疗领域达到加速发展的临界点

生命君:请您前瞻3D打印在国内医疗与大健康领域的发展前景和产业空间,并请指出3D打印技术将在哪些医疗领域最先取得突破并达到加速发展的临界点?

李培学:生物医疗3D打印应用范围包括外科整形模型、手术方案模型、个性化假肢、齿科;仿生设计/ 模拟、仿生建模、多尺度生物系统模型;组织工程支架、细胞/器官打印、再生医学、病/ 药理学模型;依据材料的发展和其生物学性能,医疗生物3D打印分为四个层次,第一层次:医疗模型和体外医疗器械的制造,第二层次:永久植入物的制造,第三层次: 组织工程支架的制造,第四层次: 体外生物结构体的制造,而目前医疗生物3D打印仅仅是处于第1-2个层次的初期应用,未来尚有较大的发展空间,我们认为3D打印技术将在齿科应用、外科整形模型、手术方案模型、个性化假肢等医疗领域最先取得突破并达到加速发展的临界点。

国内首家3D打印眼科应用研发中心已挂牌成立

生命君:三迪时空在推动3D打印与数字医疗、智能医疗加快融合的过程中已经取得了哪些成果,并期望达成怎样的发展目标?

李培学:三迪时空目前利用3D打印技术在术前规划模型,制作精准手术导板、医疗支具、手术器械等方面取得了丰富的成果。主要集中骨科、眼科、心内科、颅脑外科、整形外科、口腔科、肝胆外科、肿瘤科等重要科室。目前已经跟青岛市市立医院眼科中心合作共建国内首家3D打印眼科应用研发中心,并规划的青岛3D打印眼科应用研发中心共分三期建设落成,一期将筹建眼科3D打印整形应用实验室、眼科3D打印假体应用实验室、三迪时空眼科3D打印应用数据处理中心;二期将筹建国家级眼科3D打印技术和材料研发实验室、眼科3D打印应用医师培训交流中心;三期将筹建生物3D打印眼角膜应用实验室。

3D打印将会推动医疗技术的创新和转化应用

生命君:目前在新医改的深化阶段,医疗制造业面临质量创新和国际化驱动的产业升级时期,3D打印企业应该如何把握“新医改”和“健康中国”的发展机会?

李培学:相关组织预测2015年至2020年,全球3D打印医疗保健市场的年均增长率为26.6%。我国目前已进入新医改的深化阶段,医疗领域的发展与变革受到前所未有的关注,随着3D打印、人工智能等新前沿技术的突破与完善,未来将会进一步推动医疗技术的创新和转化应用,3D打印企业应该加强自身科研水平的提升,提高核心竞争力,迎接医疗新发展的机遇。

三迪时空目前已主导投入使用了中国3D打印创新应用基地,并成立了国际增材制造创新中心及国际增材制造研究院,作为3D打印行业内最具影响力的服务平台,未来三迪时空将带领平台会员企业和国际上一流的科研机构、高校、企业开展全方面的交流合作,在人才、新材料新装备研发、医疗应用研究等方面开展全方位的合作,具体到国内:三迪时空目前已经跟多家医院洽谈合作共建数字医疗3D打印服务中心,并于明年在青岛落地2家,预计3年内将建成10家、5年内建成50家合作医院,预计2020年产值过亿。

3D打印技术能为中国医生“减负”

生命君:与您达成合作的医院和医疗健康机构,怎样评价3D打印技术为这个行业带来的变革;医院和相关医疗健康从业者应该如何迎接即将到来的3D打印医疗技术变革?在中国医生普遍超负荷工作的现状中,3D打印技术能为中国医生“减负”吗?

李培学:跟我们合作的医院和医疗健康机构,对于3D打印技术能够应用于医疗感到兴奋和激动。医院和相关医疗机构应该主动走“医工结合”的道路。  据跟我们合作的科室主任介绍,之前的一台颈部骨科手术耗时10-12个小时,医生凭借经验控制放置的位置和方向,容易损伤术区的神经、血管,单纯打一个定位钉就需要1个小时左右时间,但通过三维模型设计及3D打印技术做的手术导板,4-5个小时就可以完成。大大节省了手术时间,提高手术成功率,降低手术风险。

生物医疗3D打印技术是对工程、材料、信息和生命科学等多学科发展实力的综合检验

生命君:国际上,3D打印技术在医疗领域发展现状和水平如何?国内存在差距和发展障碍是什么?又有哪些优势?您认为将如何破题,加快对国际先进水平的追赶,并扩大自己的优势?

李培学:正如刚才所说,医疗生物3D打印分为四个层次,第一层次:医疗模型和体外医疗器械的制造,第二层次:永久植入物的制造,第三层次: 组织工程支架的制造,第四层次: 体外生物结构体的制造,国外已经开始第二、第三层次的应用研究并取得一定进展,而国内目前尚处于第一层次的应用发展阶段、第二层次应用刚取得初步进展。国内存在差距和发展的障碍主要是整体的3D打印产业化发展尚落后于欧美、在3D打印设备的核心零部件、控制软件、新材料等研发水平上尚有较大提升空间。因为生物医疗3D打印是工程、材料、信息和生命科学等多学科的交叉融合,因此我们认为应加强协同创新及政府政策引导,进一步从技术研究、装备制造、新材料研发上等支持产学研合作,加快对国际先进水平的追赶,并扩大自己的优势。