随着3D打印技术的不断发展,在医学中的应用意义重大。临床上,骨移植已成为继输血后的第二大最常见的移植,多种因素导致的大面积骨缺损常需借助移植骨进行治疗,成功移植的关键就在于所用骨材料的性能和移植骨与缺损处的匹配度,该项目自主研发的3D打印技术正是这样一种可满足关键条件的技术。
数据显示,2016年,全球3D打印骨科市场总值为5亿美元,预计到2025年底将达到34.41亿美元,面对庞大的市场,国内3D打印人工骨技术将有很大的发展空间。
在骨科领域,因严重创伤、骨肿瘤、骨髓炎等原因导致出现骨缺损十分常见,需要进行替换关节手术或治疗骨断裂。而在人体骨无法实现自身修复的情况下,医生便会进行骨组织修复,使用的修复材料主要有自体骨、金属假体、人工骨这三大类。但由于自体骨容易引发感染风险以及系列并发症,而金属假体目前还存在着松动、断裂等问题,因此3D打印人工骨作为安全性高、修复效果好的主要修复材料,被大量应用于骨缺损手术治疗中。
2018年该团队世界首例3D打印可降解人工骨修复长段骨缺损手术成功实施,实现了3D打印技术这一国际性难题的重大突破。
中国市场上人工骨材料70%来自进口,且价格昂贵。项目团队自主研发并建立了世界第一条3D打印人工骨GMP生产线,技术成果达到国际领先水平,生产高品质低成本的人工骨,对国内骨病医疗和临床研究具有重大意义和广阔的市场前景。
团队自主研发的生物陶瓷打印机(PCPrinter )采用独创的世界最先进的无丝打印(Filament Free Printing,FFP)技术,不需要预制打印丝线,能够直接将陶瓷材料在常温下逐点逐线逐层打印成型,可根据临床患者的骨缺损尺寸、形状和内部孔隙等参数,精确定制出可生物降解的理化特性和外观结构仿生人工骨。
同时,该打印机广泛适用骨组织再生、软组织生物结构体和药物控释等材料,为生命科学、材料科学、组织工程和药物开发等领域的研究者提供新的研究工具。
自主研发的生物陶瓷复合材料、生物活性材料、生物惰性材料等材料,可用作整形和整容外科、齿科,修复因创伤、肿瘤、炎症、骨病等所致的骨缺损和骨融合。3D打印可降解人工骨支架具备全面的人体仿生特性,其多尺度结构与材质都与人体骨骼相近,强度、可降解性和诱导成骨特性等在国内外骨科医疗领域具有明显技术优势。
该团队自2004年以来一直致力于3D打印可再生人工骨核心技术研发,可提供全方位的生物材料研发、生产和技术服务,在可降解生物陶瓷、生物高分子及其复合材料方面积累了丰富的应用经验,擅长生物材料的3D打印技术。为生物工程、医疗健康和先进制造等领域提供先进材料、创新产品和智能装备的技术支持。
该项目当前已在清华大学重大科技项目(固安)中试孵化基地进行量产,发展势头良好。现寻址设立大规模生产基地,项目达产后年产值8000万元,纳税500万元。
可定制生物墨水及3D打印工艺,从四个方面(材料、软件、装备、应用)全面自主研发,为用户提供从打印耗材、打印设备到实际应用的全套解决方案。主要客户涵盖医院、高校、科研院所和企业研发部门等,分布在生物医疗、教育、新材料、新能源,智能制造等领域。
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