3D打印，也叫增材制造技術，是快速成型技術的一種，是以三維數字模型文件為基礎，通過軟件分層離散和數控成型系統，利用激光、熱熔等方式將金屬、陶瓷、塑料、細胞等材料進行逐層堆積粘合，制造物體的技術。3D打印產業鏈可分為上游建模工具、軟件、材料，中游打印設備，下游應用與服務，醫療3D打印在此基礎上增加了醫療和生物的屬性。3D打印發展歷史短，全世界都處于起步階段，其主要優勢在個性化定制和高附加值，定位在傳統制造業的補充，而不是完全顛覆和替代，與傳統工藝配合使用增加了更多想象空間。全球3D打印市場規模正逐年攀升，醫療的個性化需求和高附加值特征，使得該領域成為最適合使用3D打印技術的領域，近年來應用專利的數量遠超其他行業。幾個應用較多的領域包括：醫療模型(教學、手術)、矯形或正畸、手術導板、牙科及骨科、植入物、精準用藥、藥物篩選、藥物劑型設計等。其中最早在醫療領域大規模生產的是助聽器，目前口腔行業應用規模最大，導板已經很成熟，定制化植入物需要三類醫療器械注冊證才能商業化。上游材料、軟件、設備，下游是應用，國內企業未來發展的著眼點和突破口在于應用。目前3D打印公司多數還屬于通用技術，專做醫療領域應用的較少且剛剛起步，企業優勢不明顯，隨著陸續有企業申請到注冊證，醫療市場將出現競爭局面。
醫療3D打印產業鏈示意圖 市場規模
根據Wohlers Report的統計，2014年全球3D打印在生物醫療領域的產值為5億美元左右，主要應用于合金骨骼、假牙、假肢和局部人體/器官模型。據Allied Market Research統計，2015年全球3D打印醫療保健市場的銷售額為5.79億美元。由此預測到2020年，3D打印在生物醫療的產值將達到接近40億美元體量，CAGR分別為37%。但長期來看，其市場潛力超過萬億美元。國內公司于2008-2012 年開始大規模進入3D打印領域，且投資非常火熱，經過幾年的市場培育，投資熱情已逐漸趨于理性。目前產業規模還沒有發展起來，行業里還沒有年銷售額超過兩億的企業，千萬級的公司也只有幾家。國內用于推廣和普及3D打印技術產業化應用的全國性平臺較少,，較大的主要有南京 3D 打印研究院、陜西渭南市高新區3D打印產業園、中國3D打印創新中心(青島)。主要的組織和媒體為中國3D打印技術產業聯盟、中國生物醫學3D打印聯盟、3D 打印在線，小而分散，不成體系。
醫療行業3D打印市場規模預測 行業政策
為保護醫療器械臨床試驗受試者安全，規范臨床試驗審批工作，國家食品藥品監督管理總局制定了《需進行臨床試驗審批的第三類醫療器械目錄》，將定制增材制造（3D打印）骨科植入物等8類產品收錄到其中。但是，業內對改革3D打印技術等高科技產品上市審批流程仍存在較高呼聲。工信部、財政部等印發《國家增材制造產業發展推進計劃（2015－2016年）》，提出到2016 年，初步建立較為完善的增材制造產業體系，產業銷售收入實現快速增長，年均增長速度30%以上，整體技術水平與國際同步。其中醫用領域發展目標為：初步成為新藥研發、臨床診斷與治療的工具。在全國形成一批應用示范中心或基地。
2016年3月8日，科技部公布《關于發布國家重點研發計劃精準醫學研究等重點專項2016年度項目申報指南的通知》，指南明確將“精準醫學研究”列為2016年優先啟動的重點專項之一，并正式進入實施階段。2016年3月9日，科技部還同時發布了《生物醫用材料研發與組織器官修復替代重點專項2016年度項目申報指南》，將個性化植、介入器械的快速成型及生物3D打印技術作為幫扶對象，會給與財政補貼。2017年2月，省經信委發布《安徽省“十三五”醫藥產業發展規劃》，“3D打印技術醫療器械”被列入中四大發展重點之中。規劃中提及的最尖端的產業則是“細胞3D打印”，這是更微觀級別的醫學操作。它意味著，可能在五年之內，這就將成長為安徽醫療新產業。
3D醫療打印技術
如果要問3D打印在醫療行業應用最廣的是什么，那自然要數肢體和器官打印。 在人的身體上，可替換度最高的自然當屬肢體、牙齒等。這些部位的主要功用輔助人的行動和生活，功能單一，所以結構也相對簡單。
并且，四肢的殘缺理論上來說幾乎不會對人的壽命造成明顯的影響。因此，義肢、假牙很普遍，而3D打印技術一旦出現，其自然也被迅速應用到這個領域中來。目前在生活中，3D打印義肢技術已經非常成熟，并得到了廣泛應用。如果說打印肢體、牙齒等是easy級的話，那么，3D打印器官可能就是hard級。而相關的研究也正在有條不紊地展開。
3D打印器官之所以存在困難，是因為其內部有大量的血管，并且各個器官的組織構成也不一樣。比如大腦主要由大量的神經組織構成，要實現對神經組織的打印和培養目前還是存在較大的技術困難的。
不過可喜的是，目前已經有3D肝臟被打印出來，并且成功存活。美國生物科技公司就曾經利用細胞3D打印技術，在細胞培養基座中打印出肝臟所需的細胞組織。經過在器皿中的培養，就可以生長為正常形狀的肝臟并移植到人體。只不過，這個肝臟的細胞在經過打印后會失去活性，變成死細胞。除了肝臟之外，腎臟、胰臟等器官也在研究當中。研究者們普遍認為，要實現真正功能健全、可移植的3D打印器官，至少還需要10年的時間。 對于人體器官移植發展來講，10年的時間不算長，但也不短。一旦這項技術變為現實，其帶來的改變將是革命性的：亟待手術的人們將不必因為等不到活體器官而絕望地死去，器官也將成為可以批量生產的商品。對解決活體器官短缺、延長人類壽命，甚至是產生新的器官供應產業鏈，都將帶來積極的影響。
從“一次性”到“重復性”
3D打印另一項在醫療領域擁有絕對優勢的應用則是輔助手術。手術是一項風險性很高的工作，尤其是對內臟等人體內部器官組織的手術處理。
最初在沒有任何可視的醫療設備的時候，醫生們判斷某一部位有問題的話，只能先打開身體，然后探索著尋找病變的位置，再實施手術。這個過程中醫生則主要依靠自身累計的經驗來進行精準定位。
但人體是各異的，在后來儀器、電子設備的加持下，醫生們在做手術之前通過技術手段就可以確定病灶，手術的精確性又相比經驗手段大大提高。 無論是最初的“單刀直入”還是可視化的設備加持，手術有一個明顯的特征：一次性。而3D打印技術的出現，手術操作開始具備了另一個特征：重復性。我國在3D打印應用在手術方面也已經取得了技術的突破。
南京醫科大學二附院心血管中心就利用3D打印心臟的技術，復制了一位心臟病患者的心臟，從而發現了其心臟中復雜的血管構造，并通過模擬不同的手術手段，最終制定出了最佳的手術方案，并順利進行。那么，當手術從“一錘定音”變成了可反復試驗的醫療手段，無疑將大大提高手術成功率，降低風險。而在另一方面，通過對手術過程的重復性模擬，也會增加醫生們的操作熟練度，手術的時間會被大大縮短，患者也將避免遭受更長時間的手術痛苦。除此之外，3D打印技術甚至還會用到制藥行業中去，實現患者按需打印藥物的可能；制作康復器械如矯正鞋墊、助聽器；打印植入物如骨骼等。可以說3D打印技術正在全方位地影響著醫療行業的走向。
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