高精密3D打印技術(shù)在醫(yī)用內(nèi)窺鏡行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用

來源： PuSL高精密3D打印

導(dǎo)讀：隨著醫(yī)用內(nèi)窺鏡在醫(yī)療診斷和治療的廣泛應(yīng)用,，內(nèi)窺鏡精密微型化、集成化和定制化,、一次性使用等特點(diǎn)將成為未來行業(yè)發(fā)展趨勢(shì),。醫(yī)療器件精密微型化趨勢(shì),，同時(shí)也給研發(fā)、加工制造帶來了巨大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,。

行業(yè)背景
隨著世界老齡化趨勢(shì)加深和環(huán)境問題日趨嚴(yán)峻,，消化道、呼吸道等疾病的發(fā)病率不斷提高,，內(nèi)窺鏡檢查的需求也越來越多,。醫(yī)用內(nèi)窺鏡技術(shù)憑借診療精準(zhǔn)性高，創(chuàng)傷小,，不易感染,，術(shù)后恢復(fù)快和近乎無疤痕等特點(diǎn)受到醫(yī)學(xué)界的廣泛關(guān)注，也是全球醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)中增長(zhǎng)最快的產(chǎn)品之一,。目前,，我國(guó)約90%的醫(yī)療機(jī)構(gòu)已開展內(nèi)窺鏡下的微創(chuàng)診療項(xiàng)目，在消化內(nèi)科,、呼吸科,、耳鼻喉科、腹部外科,、泌尿外科,、肛腸科、骨外科,、胸腔心血管外科,、神經(jīng)外科,、婦科等科室得到大規(guī)模推廣應(yīng)用,。

我國(guó)醫(yī)用內(nèi)窺鏡企業(yè)主要集中于珠三角、長(zhǎng)三角地帶,，產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)潛力巨大,。但國(guó)內(nèi)內(nèi)窺鏡行業(yè)由于起步較晚，國(guó)產(chǎn)內(nèi)鏡廠商在核心技術(shù)與關(guān)鍵器件研發(fā)方面與國(guó)外廠商相比仍有較大差距,，產(chǎn)品集中于中低端,，且以單一產(chǎn)品生產(chǎn)為主，缺乏產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同優(yōu)勢(shì),，研發(fā)實(shí)力,、銷售能力、售后服務(wù)能力和海外內(nèi)窺巨頭企業(yè)還有一定差距,，因而無論是軟性內(nèi)窺鏡市場(chǎng)還是硬性內(nèi)窺鏡市場(chǎng),，現(xiàn)階段所占據(jù)的市場(chǎng)份額均較小。近年來,，在醫(yī)療器械整體高速發(fā)展的良好外部環(huán)境和國(guó)家政策的大力支持下,，我國(guó)醫(yī)用內(nèi)窺鏡企業(yè)越來越重視自主創(chuàng)新，研發(fā)投入逐年增加，技術(shù)水平不斷提升,，國(guó)產(chǎn)內(nèi)鏡品牌的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力日益增強(qiáng),。

相對(duì)于工業(yè)內(nèi)窺，醫(yī)用內(nèi)窺鏡技術(shù)壁壘的較高,，我國(guó)醫(yī)用內(nèi)窺鏡行業(yè)發(fā)展起步相對(duì)較晚,，創(chuàng)新體系尚不完善，在技術(shù),、標(biāo)準(zhǔn),、品牌、創(chuàng)新研發(fā)和生產(chǎn)能力等方面都面臨國(guó)外企業(yè)的巨大挑戰(zhàn),。目前,，國(guó)內(nèi)公司都在致力于自主創(chuàng)新微型精密化內(nèi)窺鏡，在醫(yī)用內(nèi)窺鏡精密光學(xué)系統(tǒng)和精密機(jī)械系統(tǒng)等關(guān)鍵器件與核心技術(shù)領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展,。為了減少病患者的疼痛感和提高患者使用體驗(yàn),，以及在診治方面更好的推廣醫(yī)用內(nèi)窺鏡技術(shù)，微型化和定制化也將成為未來醫(yī)用內(nèi)窺鏡重點(diǎn)發(fā)展的方向之一,。

市場(chǎng)概況
2017年全球醫(yī)用內(nèi)窺鏡市場(chǎng)已達(dá)350億美元,，預(yù)計(jì)到2019年，規(guī)模將達(dá)400億美元,，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為7.72%,。美國(guó)、歐洲,、日本等是內(nèi)窺鏡的主要消費(fèi)市場(chǎng),，在這些發(fā)達(dá)國(guó)家，內(nèi)窺鏡應(yīng)用非常成熟和廣泛,。隨著內(nèi)窺鏡技術(shù)的推廣和普及以及醫(yī)療水平的提高,，中國(guó)、印度,、巴西等發(fā)展中國(guó)家市場(chǎng)需求也在快速增長(zhǎng),。內(nèi)窺鏡技術(shù)已成為繼IVD、心血管診斷,、影像,、骨科和眼科之后市場(chǎng)份額最大的醫(yī)療技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì),，2017我國(guó)醫(yī)用內(nèi)窺鏡市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)約200億元,，年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)25.7%，中國(guó)內(nèi)窺鏡市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)在2019年將達(dá)到246億元,。

內(nèi)窺鏡是集光學(xué),、電子,、結(jié)構(gòu)、材料等綜合學(xué)科技術(shù)為一體的器械,，技術(shù)壁壘極高,，尤其是軟性內(nèi)窺鏡，軟性內(nèi)窺鏡市場(chǎng)基本被日本的奧林巴斯,、富士膠片,、賓得等企業(yè)壟斷，市場(chǎng)份額超90%以上,，其中奧林巴斯市場(chǎng)份額超過70%,。之前國(guó)內(nèi)內(nèi)窺鏡市場(chǎng)基本上被日本和歐美企業(yè)壟斷，隨著國(guó)內(nèi)對(duì)醫(yī)療內(nèi)窺鏡行業(yè)的重視,，已涌現(xiàn)出深圳開立和上海澳華等行業(yè)具有競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)逐漸占據(jù)了國(guó)內(nèi)外部分高中低端市場(chǎng),。為了縮小和進(jìn)口技術(shù)及設(shè)備的差距，國(guó)內(nèi)企業(yè)正在布局加大產(chǎn)品創(chuàng)新創(chuàng)造力度,，并將產(chǎn)品創(chuàng)新列為戰(zhàn)略性方向,。


高精密3D打印在醫(yī)用內(nèi)窺鏡行業(yè)的應(yīng)用
隨著微型化和定制化趨勢(shì)的到來，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來越小和薄,，內(nèi)窺鏡企業(yè)都在致力于尋找相匹配的精密加工方法,。對(duì)于壁厚小于0.15mm的精密內(nèi)窺鏡端部座，CNC和開模注塑等傳統(tǒng)加工方式成型都比較困難,，尤其對(duì)于一些深寬比大的薄壁件,。

下圖中的內(nèi)窺鏡端部座中的圓管壁厚是70微米，管徑1mm,，高度為4mm,，精度要求±10~25微米，CNC和開模注塑,，很難加工出這樣逼近極限的結(jié)構(gòu),，深圳摩方公司的nanoArch P140設(shè)備約兩個(gè)小時(shí)就可以加工出高質(zhì)量合格的產(chǎn)品,，最快一天內(nèi)可以交付,。相類似的壁厚大一點(diǎn)的產(chǎn)品，CNC加工的交期需要1周以上,，模具加工的交期需要2周以上,。圖中端部座帶有三根壁厚70微米和高度為4mm的圓管道，傳統(tǒng)加工方式需要分別加工三根管道和主體部分然后裝配在一起,，非常耗時(shí)耗成本,，而摩方精密3D打印可以實(shí)現(xiàn)低成本一次性成型，無需組裝,。隨之內(nèi)窺鏡微型化的發(fā)展趨勢(shì),，目前我們打印過的內(nèi)窺鏡頭端部最小產(chǎn)品直徑大小大概在2mm左右,，壁厚在0.01~0.02mm，這種微型化的結(jié)構(gòu)件開模和CNC加工都及其困難,，這也是摩方高精密3D打印的技術(shù)價(jià)值所在,。對(duì)于這種需求種類多數(shù)量少的微型高附加值內(nèi)窺鏡，定制化成為了他們的首選,。

目前,，深圳摩方已服務(wù)過國(guó)內(nèi)、歐美日等地區(qū)頂尖的內(nèi)窺鏡企業(yè),，客戶使用摩方精密3D打印技術(shù),，可縮短研發(fā)周期和降低研發(fā)成本以及實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品定制化。