借助高精密3D打印技术释放介植入式医疗器械的创新维度

来源：PuSL高精密3D打印

《中国制造2025》的提出，预示着我国医疗器械行业的转型升级正在加快，研发趋势也正在向国际靠拢。目前国产医疗器械产品仍集中在中低端品种，高端介植入器械整体处于由模仿创新到部分替代进口的关键竞争时期。国内医疗器械行业正在逐渐加大产品创新的维度，由于高端介植入医疗器械非常精密，相应的制造加工技术要求也越来越高，传统加工方式很难满足介植入医疗器械快速创新的要求，寻找创新型精密加工方式成为了行业创新的迫切需求。

行业背景
医疗器械是指直接或者间接用于人体的仪器、设备、器具、体外诊断试剂及校准物、材料以及其他类似或者相关的物品，包括所需要的计算机软件。在医疗器械众多的细分领域中，基于对市场规模及增速、竞争格局、政策支持力度等多维度的分析，介植入器械是最具潜力的细分方向之一，政策支持也是推动介植入器械高速发展的重要因素。近年来在创新医疗器械领域，我国出台了多项强有力的政策，推动本土医疗器械的创新能力和产业化水平，而介植入器械明确出现在诸如“十三五”规划纲要、国家科技创新规划等文件鼓励和支持范围内。

随着我国居民经济生活水平的提高，医疗保健的意识逐渐加强，因此对医疗器械产品的需求也在不断攀升。尽管我国医疗器械行业市场容量扩张速度快，但由于相关基础科学和制造工艺的落后，国产医疗器械产品仍集中在中低端产品，高端医疗器械主要依赖进口。《中国制造2025》的提出，预示着我国医疗器械行业的转型升级正在加快，研发趋势也正在向国际靠拢。未来随着国家政策的扶持、不断扩大的市场需求、中国人口老龄化加速以及医疗器械行业的技术发展和产业升级，医疗器械将有望继续保持高速增长的良好态势，并实现从中低端市场向高端市场进口替代的愿景。

近年来，我国医疗器械行业持续飞速发展，其中高值医用耗材市场增长速度更是排名行业前列，年均增速超20%，取得了令人瞩目的成绩，而介植入市场作为高值医用耗材最大的细分市场一直以来都备受业内关注。介植入器械目前整体处于由模仿创新到进口替代、甚至国际领跑的竞争格局重塑关键时期。国内医疗器械企业也在逐渐加大产品创新创造的力度，由于介植入医疗器械非常精密，对相应的制造加工技术要求也越来越高，传统加工方式很难跟上介植入医疗器械快速创新的脚步，寻找创新型精密加工方式成为了他们迫切的需求。

市场概况
根据艾媒咨询发布的医疗器械市场，全球方面，2017年全球医疗器械市场规模突破4000亿美元， 2018年全球医疗器械市场规模为4278亿美元，预计到2024年规模将接近6000亿美元，2017-2024 年间复合增长率为 5.6%。中国成为继美国、西欧、日本之后的第四大医疗器械市场。中国医疗器械整体市场规模已由2014年的2556亿元增长至2018年的5304亿元，年均增速保持在20%左右，营业收入及净利润均保持高速增长态势，属于医疗器械行业发展黄金期，预计到2022年中国医疗器械市场规模将超过9000亿元。

现阶段我国医疗器械市场的基本构成为高端产品占比25%，中低端产品占比75%;而国际医疗器械市场中的医疗器械产品基本构成为高端产品所占份额一般为55%，中低端产品占45%。并且在占我国医疗器械25%的高端产品市场中，70%由外资占领，这70%的外资企业在医学影像设备和体外诊断等技术壁垒较高的领域，市场占有率超过80%，而我国医疗器械企业主要生产中低端品种。在介植入式等高端医疗器械市场中，由于其产品的技术含量和附加值较高，不易研发制造，技术水平的限制和发达国家的资源垄断等因素，仅占30%左右的比例，因此行业中的高端产品目前仍然主要依赖进口，高端产品市场大部分被美敦力，史赛克，雅培，GE医疗和波士顿科学等国外企业占据。

基于对市场规模及增速、竞争格局、政策支持力度等多维度的分析，介植入器械是医疗器械最具潜力的细分方向之一。市场规模及增速方面，根据Evaluate MedTech发布的报告，到2024年，全球6000亿美元规模的医疗器械市场中，与介植入器械密切相关的心血管、神经、骨科、口腔、眼科类设备，都将处于大市场、高成长的阶段。创新投入不够，技术研发能力差、商业模式不清晰，成为了未来国内介植入式医疗器械行业企业发展的阻碍。受益于市场需求和政策导向，未来10年中国的植入介入医疗器械企业将会加大和重视布局技术创新，从而释放介植入式医疗器械的创新维度。

高精密3D打印在介植入式医疗器械行业的应用
近年来，人口老龄化加剧，不合理的用眼习惯增加，我国眼科疾病高发，呈现年龄早、进展快、程度深的趋势。虽然眼科患者数量增长迅速，但受限于技术和经济发展水平，我国眼科产品市场渗透率还比较低。眼科属于高精尖学科，行业门槛高，尤其是高值医用耗材领域，对材料和技术的精细化程度要求高，因此目前全球市场主要集中在几家大型的国际医械企业手中，竞争程度较低。下图是深圳摩方同国内顶尖眼科医院合作的一个植入式导流钉，这个产品大小2.647*1.347mm，深圳摩方S140打印设备可以一次可以成型将近2000个产品，模型中有非常精细微小和复杂的结构，其内部含有一根弹簧和球阀。青光眼主要是由于眼压过高从而压迫视神经导致的。目前国内这种导流钉是通过机加工钛合金成型，价格3500元一枚，由于受机加工成型自由度限制，传统导流钉结构比较简单。带有微弹簧的引流钉，可以稳定的释放眼压，改善青光眼患者植入体验和病患。摩方以突破性精密制造能力，为青光眼治疗提供了革命性微创治疗方案。

2016年全球有近1.8亿人死于心血管病，占全因死亡人数的31%。据《中国心血管病报告》，我国心血管病患病率及死亡率处上升阶段，患病人数约为2.9亿；心血管疾病前期治疗主要依靠药物，中后期则需要进行手术介入，如血管支架、心脏瓣膜、起搏器等器械。血管支架是心血管介植入器械中应用最广泛的一类产品，主要用于治疗血管闭塞或者狭窄。目前主流的支架是载药型金属支架，但由于金属不可降解性会导致血管炎症的发生，所以新一代载药型聚合物可降解支架将成为未来研究的主流方向。下图是我们深圳摩方S140设备用生物相容性材料加工的聚合物血管支架，高12mm，直径2mm，杆径0.15mm,打印的支架具有很好的回缩性。

随着世界老龄化趋势加深和环境问题日趋严峻，消化道、呼吸道等疾病的发病率不断提高，内窥镜检查的需求也越来越多。医用内窥镜技术凭借诊疗精准性高，创伤小，不易感染，术后恢复快和近乎无疤痕等特点受到医学界的广泛关注，也是全球医疗器械产业中增长最快的产品之一。随着微型化和定制化趋势的到来，产品结构越来越小和薄，内窥镜企业都在致力于寻找相匹配的精密加工方法。对于壁厚小于0.15mm的精密内窥镜端部座，CNC和开模注塑等传统加工方式成型都比较困难，尤其对于一些深宽比大的薄壁件。下图中的内窥镜端部座中的圆管壁厚是70微米，管径1mm，高度为4mm，精度要求±10~25微米，CNC和开模注塑，很难加工出这样逼近极限的结构，深圳摩方公司的P140设备约两个小时就可以加工出高质量合格的产品，最快一天内可以交付。

目前，中国医美服务消费群体相对年龄更小，为形成医美消费习惯、创造更长的消费周期创造了条件。德勤报告显示，2017年中国医美市场规模1760亿。而据ISAPS预测，至2020年，中国医美市场有望达到3150亿元。随着国人对医美行业越来越推崇，未来医美行业将成未来热门产业。下图是深圳摩方的S130设备加工的阵列结构的美容微针，该微针底部直0.198mm，高度0.572mm，针尖的最尖端宽度仅0.006mm，加工的微针表面光滑，针尖细节更加明晰。该微针打印材料属于丙烯酸聚合物类微针，通常使用该聚合物打印出针尖形态阳模，通过二次倒模形成实际需要的医用聚合物针尖结构，比如形成溶解型微针。通过摩方精密3D打印设备可以很好的解决传统方式加工微针的局限，对于推动医美行业发展有着非常重大和积极影响。