揭秘：醫(yī)療保健巨頭強生是這樣運用3D打印的

當數碼照相技術進入到人們的生活以后,，通過一臺普通的打印機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行打印的方式與傳統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打印這樣的數字化技術實現按需生產,、立等可取呢,？ 這正是美國強生在3D打印醫(yī)療器械領域為自己設立的小目標。

美國強生作為全球規(guī)模最大,，產品多元化的醫(yī)療衛(wèi)生保健品及消費者護理產品生產和服務企業(yè),，在3D打印技術的應用方面進行了探索和規(guī)劃，所涉及的領域包括骨科植入物,、手術預規(guī)劃,、藥物測試等。


手術導板,、植入物,、藥物測試多管齊下
強生公司已與惠普、Carbon3D,、3D Systems,、Organovo及Materialise等公司進行3D打印醫(yī)療器械領域的合作。

DePuy Synthes是強生的子公司,，在全球范圍內提供全面的整形外科和神經科產品和服務,，包括：關節(jié)重建、創(chuàng)傷,、脊柱,、組合運動醫(yī)學、神經,、顱頜面,、動力工具和生物材料。DePuy Synthes 已通過3D打印技術生產定制化植入物和手術導板,。

Janssen Pharmaceuticals 是強生集團的制藥公司,，所生產的藥品可治療內科、精神科,、神經科,、婦科等多個領域的疾病,。Janssen 的研發(fā)中心已引入Organovo 的生物3D打印人體組織進行新藥物測試。


3D打印植入物與手術導板
強生子公司DePuy Synthes 推出了TRUMATCH產品線,，產品包括定制化的顱頜面（CMF）外科植入物和手術導板,，以及膝關節(jié)手術導板。

DePuy Synthes 的臨床工程師根據病人的CT 掃描數據創(chuàng)建定制化CMF植入物和手術導板,。在CMF 領域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手術導板，并將為DePuy Synthes 供應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)生制訂手術前計劃,、定義植入物的形狀,、并設計手術導板，然后生成可3D打印的輸出文件,。

膝關節(jié)手術導板也同樣是根據患者膝關節(jié)部位的CT 數據進行創(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系,。所有的外科導板設計、與外科醫(yī)生的溝通和整個產品生命周期管理,，是由一個專門的小組來負責。植入物等醫(yī)療器械的設計文件經過外科醫(yī)生批準后,，會被傳送給3D Systems公司進行打印,，然后送回到DePuy Synthes進行最后的組裝、殺菌和裝運,。

定制化設計的植入物能夠與病人的解剖結構相匹配,，從而減少并發(fā)癥的發(fā)生，手術導板在手術過程中幫助指導醫(yī)生切骨和準確定位植入物,，從而減少手術過程中的不確定性,，并減少手術時間。這些定制化的植入物復雜的幾何形狀往往只有3D打印技術才能夠實現,。


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

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

雖然強生公司并沒有過多披露如何使用CLIP 技術的細節(jié),，但我們不難想象如果將這項技術用于生產個性化的3D打印手術導板，無疑可以帶來更迅速的交貨期,，讓手術預規(guī)劃與手術實施之間的時間間隔變得更短,。當然，生產此類醫(yī)療器械的3D打印設備,、材料和工藝都需要經過FDA 的批準,。

同樣在2016年，強生確立了與惠普在3D打印領域的合作關系,，雙方致力于實現個性化醫(yī)療,，為患者生產定制化的醫(yī)療器械。3D科學谷了解到,，惠普公司在介紹其MJF 3D打印技術時曾經表示,，該技術可以在3D打印對象中實現導電屬性，未來強生公司是否會通過MJF 3D打印機生產嵌入式傳感器的個性化醫(yī)療產品,，讓我們保持關注,。

生物3D打印與新藥研發(fā)
新藥品在推出市場之前需要經歷漫長而嚴謹的藥品測試階段，Janssen Pharmaceuticals 藥品研發(fā)中心的藥品測試方式包括2D細胞培養(yǎng),、尸體,、人體組織和人體臨床試驗等。3D打印的組織會比現有的2D細胞培養(yǎng)更類似于人類組織,，因此可以為藥品研發(fā)人員提供藥物化學成分作用的更準確的信息,，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就藥物測試領域的合作展開討論,。Organovo主要使用其NovoGen MMX 生物打印機擠出人體組織細胞和水凝膠,，形成3D的人體組織。目前Orgaonovo 生產的3D打印肝臟組織和腎臟組織已進入商業(yè)化階段,，并應用于藥品研發(fā)測試階段中,。

關于強生
創(chuàng)建于1886年，是世界上最具綜合性,、分布范圍最廣的衛(wèi)生保健產品制造商,、健康服務提供商，產品暢銷175個國家地區(qū),，生產及銷售產品涉及護理產品,、醫(yī)藥產品和醫(yī)療器材及診斷產品市場等多個領域，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3238億美元。

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

來源：3D科學谷