海外9家生物3D打印公司帶你預(yù)覽技術(shù)趨勢(shì)

近年來，3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用越來越受到重視，其主要應(yīng)用實(shí)例有：人體植入物、手術(shù)導(dǎo)板、醫(yī)療器械等,。每個(gè)人的骨骼形態(tài)都是獨(dú)一無二的，3D打印技術(shù)能夠根據(jù)每個(gè)人原生骨骼的特征進(jìn)行個(gè)性化定制,，生產(chǎn)出與原生骨骼完全匹配的產(chǎn)品,，從而減少植入物（或假體）對(duì)人體的影響，最大程度恢復(fù)人體骨骼的正常功能,。下面南極熊就來和大家一起看一下國(guó)外9家生物3d打印公司的發(fā)展,，來預(yù)覽生物醫(yī)療3d打印的技術(shù)趨勢(shì)。

生物3D打印技術(shù)是3D打印技術(shù)與醫(yī)療技術(shù)的深度結(jié)合,。它不僅可實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的手術(shù),，更安全有效的藥物控釋，還可以制造出用于移植或藥物實(shí)驗(yàn)的組織或器官,，是再生醫(yī)學(xué)的主要分支,。本文帶你縱覽生物3D打印技術(shù)的前世今生與商業(yè)應(yīng)用。3D打印技術(shù)被視為一項(xiàng)顛覆傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的革命性技術(shù),，必將對(duì)人類生活,、學(xué)習(xí)和工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
3D打印的優(yōu)勢(shì)在于可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造,，并使小批量定制化產(chǎn)品的成本降低,。我國(guó)醫(yī)療行業(yè)引入3D打印技術(shù)，始于上世紀(jì)80年代后期,。隨著3D打印技術(shù)與醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展和深度結(jié)合,，3D打印不僅可實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的手術(shù)，生產(chǎn)更適合個(gè)體需求的各種醫(yī)學(xué)內(nèi)植物,、助聽器,、義齒、義肢,，更安全有效的藥物控釋，還可以制造出用于移植或藥物實(shí)驗(yàn)的組織或器官,，是再生醫(yī)學(xué)的主要分支,。

　　生物3D打印的六個(gè)步驟 生物3D打印包含六個(gè)步驟，分別是影像數(shù)據(jù)的獲取,、組織和器官結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),、打印材料的選擇,、細(xì)胞的選擇、生物打印機(jī)類型的選擇和臨床應(yīng)用,。起初,，研究人員打印出智能生物材料，用于局部組織的誘導(dǎo)自我修復(fù),。隨后,，開始打印具有二維結(jié)構(gòu)的膜片狀組織，如皮膚和關(guān)節(jié)軟骨,。隨著立體結(jié)構(gòu)建模手段的豐富,，中空脈管開始成形，如膀胱,、氣管,、心臟瓣膜。最近研究人員已經(jīng)可以打印實(shí)質(zhì)的器官,，它實(shí)現(xiàn)了不同層次不同功能細(xì)胞的堆疊,，充滿血管，并在每平方厘米使用了更多的細(xì)胞,。

　　打印材料的發(fā)展歷史在2000年左右,，生物3D打印主要的臨床應(yīng)用集中于醫(yī)用手術(shù)導(dǎo)板。此時(shí),，美國(guó)Clemson大學(xué)的Thomas Boland教授提出了細(xì)胞及器官打印的概念,。隨后的十年間，臨床上開始使用生物3D打印的醫(yī)用植入物,。2014年,，美國(guó)Organovo公司宣布通過生物3D打印的肝臟exVive3D進(jìn)入上市前的臨床試驗(yàn)，并計(jì)劃向醫(yī)藥公司出售3D打印肝臟,。2015年4月,，該公司利用細(xì)胞打印實(shí)現(xiàn)構(gòu)建 “腎單位”這一腎臟最基礎(chǔ)也是最重要的結(jié)構(gòu)，并表達(dá)一定功能,人類向?qū)嵸|(zhì)性組織和器官又邁進(jìn)了一大步,。


　　生物打印發(fā)展路徑 可以預(yù)見的未來是逐步成熟的人工組織和器官的體外制造技術(shù),，以及可以用于臨床的生物活性植入物的使用。SmarTECH預(yù)計(jì),，在2024年,，醫(yī)療3D打印機(jī)的硬件市場(chǎng)將達(dá)到5.48億元、材料市場(chǎng)將達(dá)到7.08億美元,、軟件市場(chǎng)將達(dá)到3千萬美元,。


　　而目前，醫(yī)療行業(yè)中的3D打印尚在小眾的探索階段，總市場(chǎng)金額較低,。硬件的市場(chǎng)金額比材料和軟件都高,，原因在于打印機(jī)價(jià)格高昂。但隨著臨床應(yīng)用的深入發(fā)展,，材料的市場(chǎng)金額將以24%復(fù)合年增長(zhǎng),，預(yù)計(jì)在2020年超過硬件的市場(chǎng)金額；配套的3D打印軟件以14%復(fù)合年增長(zhǎng)率在今后10年發(fā)展起來,；而硬件由于可擴(kuò)展性高,，需要不會(huì)有明顯變化的年增長(zhǎng)率。



　　在關(guān)注度方面,，生物3D打印也逐步變得熱門,，其中搜索頻次最高的三個(gè)國(guó)家依次是美國(guó)、新西蘭和南非,。


谷歌3D bioprinting一詞的周熱搜趨勢(shì) 每年的生物3D打印文獻(xiàn)發(fā)布數(shù)量也逐步提高,，近三年的增長(zhǎng)率均在50%以上。


　　世界各國(guó)在生物3D打印技術(shù)的專利申請(qǐng)方面呈現(xiàn)出較大差異,，前三甲的國(guó)家美國(guó),、中國(guó)和西班牙手握絕大部分生物3D打印相關(guān)專利，且中美在近三年的申請(qǐng)數(shù)量占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位,。


　　中國(guó)在生物3D打印專利申請(qǐng)方面,，主要的幾個(gè)省市分別是成都、廣州,、江蘇,、深圳、杭州,、青島,。其中的主要玩家有廣州邁普再生醫(yī)學(xué)科技有限公司、四川藍(lán)光應(yīng)諾生物科技股份有限公司,、杭州捷諾飛生物技術(shù)有限公司,、青島尤尼科技有限公司、西安鉑力特激光成形技術(shù)有限公司等,。


　　生物3D打印的海外玩家：








　　根據(jù)以上的分析,，可看出生物3D打印未來的研究方向：

　　雖然3D打印技術(shù)能夠快速、準(zhǔn)確的滿足醫(yī)療行業(yè)個(gè)性化的需求,，在醫(yī)療行業(yè)有著良好的應(yīng)用前景,。但是南極熊認(rèn)為，該技術(shù)仍然面臨著材料,、成本,、精度、配套軟件等方面的挑戰(zhàn),。由于醫(yī)療行業(yè)的特殊性,，制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及完善監(jiān)管體系也將是影響應(yīng)用程度的主要因素。

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來源：周俊，火石創(chuàng)造
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