揭秘：醫(yī)療保健巨頭強(qiáng)生是這樣運(yùn)用3D打印的

當(dāng)數(shù)碼照相技術(shù)進(jìn)入到人們的生活以后,，通過一臺普通的打印機(jī)就可以立即打印出一張我們喜愛的相片,。這種立等可取,，并且可以任意選取單張照片隨時隨地進(jìn)行打印的方式與傳統(tǒng)膠卷沖洗方式相比可謂發(fā)生了翻天覆地的變化。那么,，醫(yī)療器械是否也可以用過3D打印這樣的數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)按需生產(chǎn),、立等可取呢？ 這正是美國強(qiáng)生在3D打印醫(yī)療器械領(lǐng)域?yàn)樽约涸O(shè)立的小目標(biāo),。

美國強(qiáng)生作為全球規(guī)模最大,，產(chǎn)品多元化的醫(yī)療衛(wèi)生保健品及消費(fèi)者護(hù)理產(chǎn)品生產(chǎn)和服務(wù)企業(yè)，在3D打印技術(shù)的應(yīng)用方面進(jìn)行了探索和規(guī)劃,，所涉及的領(lǐng)域包括骨科植入物,、手術(shù)預(yù)規(guī)劃、藥物測試等,。


手術(shù)導(dǎo)板,、植入物、藥物測試多管齊下
強(qiáng)生公司已與惠普,、Carbon3D,、3D Systems、Organovo及Materialise等公司進(jìn)行3D打印醫(yī)療器械領(lǐng)域的合作,。

DePuy Synthes是強(qiáng)生的子公司,，在全球范圍內(nèi)提供全面的整形外科和神經(jīng)科產(chǎn)品和服務(wù)，包括：關(guān)節(jié)重建,、創(chuàng)傷,、脊柱、組合運(yùn)動醫(yī)學(xué),、神經(jīng),、顱頜面、動力工具和生物材料,。DePuy Synthes 已通過3D打印技術(shù)生產(chǎn)定制化植入物和手術(shù)導(dǎo)板,。

Janssen Pharmaceuticals 是強(qiáng)生集團(tuán)的制藥公司，所生產(chǎn)的藥品可治療內(nèi)科,、精神科,、神經(jīng)科、婦科等多個領(lǐng)域的疾病,。Janssen 的研發(fā)中心已引入Organovo 的生物3D打印人體組織進(jìn)行新藥物測試,。


3D打印植入物與手術(shù)導(dǎo)板
強(qiáng)生子公司DePuy Synthes 推出了TRUMATCH產(chǎn)品線，產(chǎn)品包括定制化的顱頜面（CMF）外科植入物和手術(shù)導(dǎo)板,，以及膝關(guān)節(jié)手術(shù)導(dǎo)板,。

DePuy Synthes 的臨床工程師根據(jù)病人的CT 掃描數(shù)據(jù)創(chuàng)建定制化CMF植入物和手術(shù)導(dǎo)板。在CMF 領(lǐng)域DePuy Synthes 一個重要的合作伙伴是Materialise 公司，Materialise為DePuy Synthes制造個性化CMF手術(shù)導(dǎo)板,，并將為DePuy Synthes 供應(yīng)定制化的顱頜面植入物。這些植入物將通過TRUMATCH CMF Solutions公司在澳大利亞和歐洲（不包括法國）出售,。

此外,，DePuy Synthes的臨床工程師通過Materialise公司的ProPlan CMF規(guī)劃軟件在一個虛擬環(huán)境中配合醫(yī)生制訂手術(shù)前計劃、定義植入物的形狀,、并設(shè)計手術(shù)導(dǎo)板,，然后生成可3D打印的輸出文件。

膝關(guān)節(jié)手術(shù)導(dǎo)板也同樣是根據(jù)患者膝關(guān)節(jié)部位的CT 數(shù)據(jù)進(jìn)行創(chuàng)建,。這些器械的創(chuàng)建,、制造過程是在DePuy Synthes于3D Systems公司合作下完成的，兩家公司已建立了長期合作關(guān)系,。所有的外科導(dǎo)板設(shè)計,、與外科醫(yī)生的溝通和整個產(chǎn)品生命周期管理，是由一個專門的小組來負(fù)責(zé),。植入物等醫(yī)療器械的設(shè)計文件經(jīng)過外科醫(yī)生批準(zhǔn)后,，會被傳送給3D Systems公司進(jìn)行打印，然后送回到DePuy Synthes進(jìn)行最后的組裝,、殺菌和裝運(yùn),。

定制化設(shè)計的植入物能夠與病人的解剖結(jié)構(gòu)相匹配，從而減少并發(fā)癥的發(fā)生,，手術(shù)導(dǎo)板在手術(shù)過程中幫助指導(dǎo)醫(yī)生切骨和準(zhǔn)確定位植入物,，從而減少手術(shù)過程中的不確定性，并減少手術(shù)時間,。這些定制化的植入物復(fù)雜的幾何形狀往往只有3D打印技術(shù)才能夠?qū)崿F(xiàn),。


醫(yī)療器械生產(chǎn)走向批量定制化
強(qiáng)生公司在3D打印領(lǐng)域還選擇了Carbon 3D和惠普這兩家3D打印合作伙伴。2016年,，強(qiáng)生公司的子公司強(qiáng)生創(chuàng)新（Johnson & Johnson Innovation）公布了與Carbon 3D在定制化外科手術(shù)設(shè)備制造方面的合作關(guān)系,。

據(jù)3D科學(xué)谷了解，Carbon公司的連續(xù)液界面制造（CLIP）技術(shù)在打印速度和材料開發(fā)方面具有顛覆性,。CLIP技術(shù)最快可以在不到十分鐘內(nèi)打印完成一個3D對象,，而且用CLIP技術(shù)制造的3D打印件在經(jīng)過熱固化后其機(jī)械性能類似于注塑成型部件。

雖然強(qiáng)生公司并沒有過多披露如何使用CLIP 技術(shù)的細(xì)節(jié),，但我們不難想象如果將這項(xiàng)技術(shù)用于生產(chǎn)個性化的3D打印手術(shù)導(dǎo)板,，無疑可以帶來更迅速的交貨期，讓手術(shù)預(yù)規(guī)劃與手術(shù)實(shí)施之間的時間間隔變得更短,。當(dāng)然,，生產(chǎn)此類醫(yī)療器械的3D打印設(shè)備、材料和工藝都需要經(jīng)過FDA 的批準(zhǔn)。

同樣在2016年,，強(qiáng)生確立了與惠普在3D打印領(lǐng)域的合作關(guān)系,，雙方致力于實(shí)現(xiàn)個性化醫(yī)療，為患者生產(chǎn)定制化的醫(yī)療器械,。3D科學(xué)谷了解到,，惠普公司在介紹其MJF 3D打印技術(shù)時曾經(jīng)表示，該技術(shù)可以在3D打印對象中實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電屬性,，未來強(qiáng)生公司是否會通過MJF 3D打印機(jī)生產(chǎn)嵌入式傳感器的個性化醫(yī)療產(chǎn)品,，讓我們保持關(guān)注。

生物3D打印與新藥研發(fā)
新藥品在推出市場之前需要經(jīng)歷漫長而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃幤窚y試階段,，Janssen Pharmaceuticals 藥品研發(fā)中心的藥品測試方式包括2D細(xì)胞培養(yǎng),、尸體、人體組織和人體臨床試驗(yàn)等,。3D打印的組織會比現(xiàn)有的2D細(xì)胞培養(yǎng)更類似于人類組織,，因此可以為藥品研發(fā)人員提供藥物化學(xué)成分作用的更準(zhǔn)確的信息，從而加快藥物研發(fā)過程,。

早在2014年Janssen Pharmaceuticals就開始生物3D打印公司Organovo就藥物測試領(lǐng)域的合作展開討論,。Organovo主要使用其NovoGen MMX 生物打印機(jī)擠出人體組織細(xì)胞和水凝膠，形成3D的人體組織,。目前Orgaonovo 生產(chǎn)的3D打印肝臟組織和腎臟組織已進(jìn)入商業(yè)化階段,，并應(yīng)用于藥品研發(fā)測試階段中。

關(guān)于強(qiáng)生
創(chuàng)建于1886年,，是世界上最具綜合性,、分布范圍最廣的衛(wèi)生保健產(chǎn)品制造商、健康服務(wù)提供商,，產(chǎn)品暢銷175個國家地區(qū),，生產(chǎn)及銷售產(chǎn)品涉及護(hù)理產(chǎn)品、醫(yī)藥產(chǎn)品和醫(yī)療器材及診斷產(chǎn)品市場等多個領(lǐng)域,，作為一家國際性大型企業(yè)在全球57個國家建立了250多家分公司,，擁有11萬6千余名員工，總市值高達(dá)3238億美元,。

延伸閱讀：
《醫(yī)療巨頭強(qiáng)生進(jìn)入3D打印手術(shù)器械市場》
《強(qiáng)生將與Materialise合作開發(fā)鈦金屬3D打印骨骼植入物》

來源：3D科學(xué)谷