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李培學:3D列印技術將加快智慧醫療時代的到來

據外國媒體報導,英國伯明罕阿斯頓大學的正在嘗試利用3D納米列印技術複製大腦的神經網路,研究對大腦的掃描複製並實現數位化,推動人類實現數位化的“永生”。

在國內,

3D列印已經上升為國家戰略,被列入國家2016年重點研發計畫專項清單。不久前在青島舉辦的第二屆中國國際3D列印節上,展示了國內3D列印在醫療方面的術前類比技術、影像資料分析與重建、AI技術與醫療手術結合、3D醫療列印(齒科、手術導板和體內植入物)等先進的技術及應用。

會上,展會組織方三迪時空集團有限公司董事長李培學,向生命君介紹:“3D列印作為全球的前沿科技,將在醫療領域得到廣泛應用。

據Allied Market Research統計,2015年全球3D列印醫療保健市場的銷售額為5.79億美元,預計2020年將增長至23.638億美元。當前,3D列印技術在醫療領域的運用,正在加快智慧醫療的時代的到來。”

2017青島國際3D列印節

3D列印技術推動醫用支具性能及技術指標接近理想狀態

生命君:3D列印技術的普及速度較慢,

被視是其發展瓶頸,相對國外來說,在醫療領域頗有遇冷的感覺,提高大眾對3D列印技術的關注,是否是三迪時空舉辦3D列印節的初衷?

李培學:三迪時空連續兩年推出3D列印節,旨在推動3D列印技術的科普和傳播,尤其要“焐熱”3D列印技術在醫療和大健康領域最新應用的關注度,本屆展會因此引進了國際3D列印巨頭的亮相,譬如3D SYSTEMS公司展示了3D列印支具在青少年脊柱側彎治療中的應用,

傳統的支具製作需要經過多次的模型轉換、軀幹取型、石膏陽型灌制、石膏模型修型調整、預製板材熱塑成型、板材胚型裁剪,而且每一次的模型轉換就存在一次增大誤差的可能,而通過3D掃描系統和CAD電腦輔助設計系統,能夠在精准的人體資料上,直接設計支具的矯正方案,準確把握脊柱側彎矯正所必需的正確的矯正位置和最佳矯正力度,
然後將設計好的支具資料進行測試和調整部分參數,最後通過SLS工藝進行3D列印。3D列印技術的加工特點更能保證加工所得脊柱側彎支具成品是與設計資料完全一致的,徹底解決困擾支具師的成型精度問題,對比3D列印支具與傳統板材支具時發現,3D列印支具契合度更高,各加力部位的受力方向、受力高度和受力強度這三項重要指標都趨於達到支具設計的理想狀態。

未來醫療,是AI、VR和3D的結合

生命君:3D列印將為將為醫療行業的智慧製造帶來哪些變革,是否能夠加快推動AI在醫療大資料領域的應用?

李培學:未來的醫療,需要AI人工智慧、VR虛擬實境和3D列印技術結合起來,構築成完美的現代化醫療科技體系。人工智慧主導診療,虛擬實境負責心理治療和醫生的技術訓練,3D列印則在人工智慧的指令下完成器官再造等治療方案。隨著在感測器、顯示技術、通信手段等方面日漸成熟及3D列印材料逐漸擴大,精度繼續提高,智慧醫療的時代正在快速到來。

3D列印技術將在齒科應用、外科整形模型、手術方案模型、個性化假肢等醫療領域達到加速發展的臨界點

生命君:請您前瞻3D列印在國內醫療與大健康領域的發展前景和產業空間,並請指出3D列印技術將在哪些醫療領域最先取得突破並達到加速發展的臨界點?

李培學:生物醫療3D列印應用範圍包括外科整形模型、手術方案模型、個性化假肢、齒科;仿生設計/ 模擬、仿生建模、多尺度生物系統模型;組織工程支架、細胞/器官列印、再生醫學、病/ 藥理學模型;依據材料的發展和其生物學性能,醫療生物3D列印分為四個層次,第一層次:醫療模型和體外醫療器械的製造,第二層次:永久植入物的製造,第三層次: 組織工程支架的製造,第四層次: 體外生物結構體的製造,而目前醫療生物3D列印僅僅是處於第1-2個層次的初期應用,未來尚有較大的發展空間,我們認為3D列印技術將在齒科應用、外科整形模型、手術方案模型、個性化假肢等醫療領域最先取得突破並達到加速發展的臨界點。

國內首家3D列印眼科應用研發中心已掛牌成立

生命君:三迪時空在推動3D列印與數位醫療、智慧醫療加快融合的過程中已經取得了哪些成果,並期望達成怎樣的發展目標?

李培學:三迪時空目前利用3D列印技術在術前規劃模型,製作精准手術導板、醫療支具、手術器械等方面取得了豐富的成果。主要集中骨科、眼科、心內科、顱腦外科、整形外科、口腔科、肝膽外科、腫瘤科等重要科室。目前已經跟青島市市立醫院眼科中心合作共建國內首家3D列印眼科應用研發中心,並規劃的青島3D列印眼科應用研發中心共分三期建設落成,一期將籌建眼科3D列印整形應用實驗室、眼科3D列印假體應用實驗室、三迪時空眼科3D列印應用資料處理中心;二期將籌建國家級眼科3D列印技術和材料研發實驗室、眼科3D列印應用醫師培訓交流中心;三期將籌建生物3D列印眼角膜應用實驗室。

醫學3D列印模型

3D列印將會推動醫療技術的創新和轉化應用

生命君:目前在新醫改的深化階段,醫療製造業面臨品質創新和國際化驅動的產業升級時期,3D列印企業應該如何把握“新醫改”和“健康中國”的發展機會?

李培學:相關組織預測2015年至2020年,全球3D列印醫療保健市場的年均增長率為26.6%。我國目前已進入新醫改的深化階段,醫療領域的發展與變革受到前所未有的關注,隨著3D列印、人工智慧等新前沿技術的突破與完善,未來將會進一步推動醫療技術的創新和轉化應用,3D列印企業應該加強自身科研水準的提升,提高核心競爭力,迎接醫療新發展的機遇。

三迪時空目前已主導投入使用了中國3D列印創新應用基地,並成立了國際增材製造創新中心及國際增材製造研究院,作為3D列印行業內最具影響力的服務平臺,未來三迪時空將帶領平臺會員企業和國際上一流的科研機構、高校、企業開展全方面的交流合作,在人才、新材料新裝備研發、醫療應用研究等方面開展全方位的合作,具體到國內:三迪時空目前已經跟多家醫院洽談合作共建數位醫療3D列印服務中心,並于明年在青島落地2家,預計3年內將建成10家、5年內建成50家合作醫院,預計2020年產值過億。

3D列印技術能為中國醫生“減負”

生命君:與您達成合作的醫院和醫療健康機構,怎樣評價3D列印技術為這個行業帶來的變革;醫院和相關醫療健康從業者應該如何迎接即將到來的3D列印醫療技術變革?在中國醫生普遍超負荷工作的現狀中,3D列印技術能為中國醫生“減負”嗎?

李培學:跟我們合作的醫院和醫療健康機構,對於3D列印技術能夠應用於醫療感到興奮和激動。醫院和相關醫療機構應該主動走“醫工結合”的道路。 據跟我們合作的科室主任介紹,之前的一台頸部骨科手術耗時10-12個小時,醫生憑藉經驗控制放置的位置和方向,容易損傷術區的神經、血管,單純打一個定位釘就需要1個小時左右時間,但通過三維模型設計及3D列印技術做的手術導板,4-5個小時就可以完成。大大節省了手術時間,提高手術成功率,降低手術風險。

生物醫療3D列印技術是對工程、材料、資訊和生命科學等多學科發展實力的綜合檢驗

生命君:國際上,3D列印技術在醫療領域發展現狀和水準如何?國內存在差距和發展障礙是什麼?又有哪些優勢?您認為將如何破題,加快對國際先進水準的追趕,並擴大自己的優勢?

李培學:正如剛才所說,醫療生物3D列印分為四個層次,第一層次:醫療模型和體外醫療器械的製造,第二層次:永久植入物的製造,第三層次: 組織工程支架的製造,第四層次: 體外生物結構體的製造,國外已經開始第二、第三層次的應用研究並取得一定進展,而國內目前尚處於第一層次的應用發展階段、第二層次應用剛取得初步進展。國內存在差距和發展的障礙主要是整體的3D列印產業化發展尚落後于歐美、在3D列印設備的核心零部件、控制軟體、新材料等研發水平上尚有較大提升空間。因為生物醫療3D列印是工程、材料、資訊和生命科學等多學科的交叉融合,因此我們認為應加強協同創新及政府政策引導,進一步從技術研究、裝備製造、新材料研發上等支持產學研合作,加快對國際先進水準的追趕,並擴大自己的優勢。▲

3D列印高峰論壇

精度繼續提高,智慧醫療的時代正在快速到來。

3D列印技術將在齒科應用、外科整形模型、手術方案模型、個性化假肢等醫療領域達到加速發展的臨界點

生命君:請您前瞻3D列印在國內醫療與大健康領域的發展前景和產業空間,並請指出3D列印技術將在哪些醫療領域最先取得突破並達到加速發展的臨界點?

李培學:生物醫療3D列印應用範圍包括外科整形模型、手術方案模型、個性化假肢、齒科;仿生設計/ 模擬、仿生建模、多尺度生物系統模型;組織工程支架、細胞/器官列印、再生醫學、病/ 藥理學模型;依據材料的發展和其生物學性能,醫療生物3D列印分為四個層次,第一層次:醫療模型和體外醫療器械的製造,第二層次:永久植入物的製造,第三層次: 組織工程支架的製造,第四層次: 體外生物結構體的製造,而目前醫療生物3D列印僅僅是處於第1-2個層次的初期應用,未來尚有較大的發展空間,我們認為3D列印技術將在齒科應用、外科整形模型、手術方案模型、個性化假肢等醫療領域最先取得突破並達到加速發展的臨界點。

國內首家3D列印眼科應用研發中心已掛牌成立

生命君:三迪時空在推動3D列印與數位醫療、智慧醫療加快融合的過程中已經取得了哪些成果,並期望達成怎樣的發展目標?

李培學:三迪時空目前利用3D列印技術在術前規劃模型,製作精准手術導板、醫療支具、手術器械等方面取得了豐富的成果。主要集中骨科、眼科、心內科、顱腦外科、整形外科、口腔科、肝膽外科、腫瘤科等重要科室。目前已經跟青島市市立醫院眼科中心合作共建國內首家3D列印眼科應用研發中心,並規劃的青島3D列印眼科應用研發中心共分三期建設落成,一期將籌建眼科3D列印整形應用實驗室、眼科3D列印假體應用實驗室、三迪時空眼科3D列印應用資料處理中心;二期將籌建國家級眼科3D列印技術和材料研發實驗室、眼科3D列印應用醫師培訓交流中心;三期將籌建生物3D列印眼角膜應用實驗室。

醫學3D列印模型

3D列印將會推動醫療技術的創新和轉化應用

生命君:目前在新醫改的深化階段,醫療製造業面臨品質創新和國際化驅動的產業升級時期,3D列印企業應該如何把握“新醫改”和“健康中國”的發展機會?

李培學:相關組織預測2015年至2020年,全球3D列印醫療保健市場的年均增長率為26.6%。我國目前已進入新醫改的深化階段,醫療領域的發展與變革受到前所未有的關注,隨著3D列印、人工智慧等新前沿技術的突破與完善,未來將會進一步推動醫療技術的創新和轉化應用,3D列印企業應該加強自身科研水準的提升,提高核心競爭力,迎接醫療新發展的機遇。

三迪時空目前已主導投入使用了中國3D列印創新應用基地,並成立了國際增材製造創新中心及國際增材製造研究院,作為3D列印行業內最具影響力的服務平臺,未來三迪時空將帶領平臺會員企業和國際上一流的科研機構、高校、企業開展全方面的交流合作,在人才、新材料新裝備研發、醫療應用研究等方面開展全方位的合作,具體到國內:三迪時空目前已經跟多家醫院洽談合作共建數位醫療3D列印服務中心,並于明年在青島落地2家,預計3年內將建成10家、5年內建成50家合作醫院,預計2020年產值過億。

3D列印技術能為中國醫生“減負”

生命君:與您達成合作的醫院和醫療健康機構,怎樣評價3D列印技術為這個行業帶來的變革;醫院和相關醫療健康從業者應該如何迎接即將到來的3D列印醫療技術變革?在中國醫生普遍超負荷工作的現狀中,3D列印技術能為中國醫生“減負”嗎?

李培學:跟我們合作的醫院和醫療健康機構,對於3D列印技術能夠應用於醫療感到興奮和激動。醫院和相關醫療機構應該主動走“醫工結合”的道路。 據跟我們合作的科室主任介紹,之前的一台頸部骨科手術耗時10-12個小時,醫生憑藉經驗控制放置的位置和方向,容易損傷術區的神經、血管,單純打一個定位釘就需要1個小時左右時間,但通過三維模型設計及3D列印技術做的手術導板,4-5個小時就可以完成。大大節省了手術時間,提高手術成功率,降低手術風險。

生物醫療3D列印技術是對工程、材料、資訊和生命科學等多學科發展實力的綜合檢驗

生命君:國際上,3D列印技術在醫療領域發展現狀和水準如何?國內存在差距和發展障礙是什麼?又有哪些優勢?您認為將如何破題,加快對國際先進水準的追趕,並擴大自己的優勢?

李培學:正如剛才所說,醫療生物3D列印分為四個層次,第一層次:醫療模型和體外醫療器械的製造,第二層次:永久植入物的製造,第三層次: 組織工程支架的製造,第四層次: 體外生物結構體的製造,國外已經開始第二、第三層次的應用研究並取得一定進展,而國內目前尚處於第一層次的應用發展階段、第二層次應用剛取得初步進展。國內存在差距和發展的障礙主要是整體的3D列印產業化發展尚落後于歐美、在3D列印設備的核心零部件、控制軟體、新材料等研發水平上尚有較大提升空間。因為生物醫療3D列印是工程、材料、資訊和生命科學等多學科的交叉融合,因此我們認為應加強協同創新及政府政策引導,進一步從技術研究、裝備製造、新材料研發上等支持產學研合作,加快對國際先進水準的追趕,並擴大自己的優勢。▲

3D列印高峰論壇