俄羅斯醫(yī)療企業(yè)Invitro于５日宣布，俄羅斯已經(jīng)成功在國際空間站利用3D打印技術(shù)制造出老鼠甲狀腺，成為世界上首個在太空打印出生物器官的國家。 參考觀研天下發(fā)布《2019年中國3D打印技術(shù)市場分析報告-產(chǎn)業(yè)規(guī)?，F(xiàn)狀與發(fā)展規(guī)劃趨勢》 3D打?。?DP）即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。
2012-2018年中國3D打印行業(yè)市場規(guī)模
資料來源：中國報告網(wǎng)整理
3D在國外發(fā)展歷史較長久，最先發(fā)明3D概念的是1986年查爾斯·W·哈爾（Charles W.Hull）成立了世界上第一家生產(chǎn)3D打印設(shè)備的公司：3D Systems公司。而我國第一次接觸3D是在1988年，清華大學(xué)顏永年教授在美國UCLA訪問期間首次接觸3D打印。 相比國外，我國3D打印呈現(xiàn)以下特點： 1、產(chǎn)業(yè)化程度較低 我國3D打印產(chǎn)業(yè)雖然取得了較大進(jìn)步，但是行業(yè)整體上呈現(xiàn)“小、散、弱”的狀態(tài)。雖然我國現(xiàn)有3D打印制造企業(yè)數(shù)百家，企業(yè)數(shù)量排名全球前列，但行業(yè)缺少規(guī)模大、實力強的國際龍頭企業(yè)。 2、硬件依賴進(jìn)口，軟件存在空白 我國3D打印制造裝備總體上與發(fā)達(dá)國家還有較大差距，關(guān)鍵裝備與核心部件嚴(yán)重依賴進(jìn)口的問題依然較為突出。另外，我國3D打印軟件市場被國外企業(yè)壟斷，用于支撐設(shè)計、掃描路徑形成、方案制定的專用工藝軟件及控制軟件在國內(nèi)仍處于起步階段，有些軟件甚至處于空白。 3、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系不健全 歐美發(fā)達(dá)國家和地區(qū)非常重視增材制造標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)，早在2009年，ASTM就組建完成了專業(yè)的3D打印技術(shù)委員會F42。該委員會下設(shè)8個分技術(shù)委員會，目前已經(jīng)發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)11項，還正在制定另外的11項。2011年，ISO也成立了一個類似的委員會TC261，并且很快與ASTM的F42委員會簽署了合作協(xié)議，聯(lián)合啟動了3D打印技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，然后分別于2013年和2015年發(fā)布了三份ISO/ASTM標(biāo)準(zhǔn)，分別從術(shù)語定義、坐標(biāo)系定義、3D打印數(shù)據(jù)格式（AMF）等方面進(jìn)行了規(guī)范。 4、行業(yè)研發(fā)主力還停留在大學(xué)和研究所 目前國內(nèi)3D打印的研發(fā)大部分還是靠大學(xué)和研究所，3D打印企業(yè)對于研發(fā)的投入過少，從近年來3D打印行業(yè)相關(guān)申請專利數(shù)量來看，排名靠前的為華南理工大學(xué)，西安交通大學(xué)，浙江大學(xué)，吉林大學(xué)等，專利申請數(shù)量排名前五位中有4所大學(xué)。
近年來中國3D打印行業(yè)相關(guān)專利申請人和申請數(shù)量
資料來源：SooPAT，中國報告網(wǎng)整理
中國3D打印行業(yè)應(yīng)用格局： 3D打印應(yīng)用廣泛，在許多領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，目前我國3D打印在航空航天、工業(yè)機械、電子消費品和汽車領(lǐng)域有著較大的應(yīng)用，在醫(yī)療方面的應(yīng)用相對較低。
中國3D打印市場應(yīng)用分布
資料來源：公開資料整理
3D打印在醫(yī)療方面的應(yīng)用： 目前，3D打印在醫(yī)療模型、手術(shù)導(dǎo)板、康復(fù)器械、金屬植入物、藥物、組織器官、口腔和醫(yī)療器械制造方面均有應(yīng)用。尤其在醫(yī)療器械和康復(fù)器械方面表現(xiàn)較為突出，主要原因在于這些器械體積較大，結(jié)構(gòu)較為簡單。 1、3D打印的醫(yī)療模型和手術(shù)導(dǎo)板 例如2015年上海市第一人民醫(yī)院普外科中心主任彭志海教授團隊采用3D打印技術(shù)為一位來自貴州的患先天性自身免疫性肝硬化門靜脈高壓癥的病人進(jìn)行活體肝移植。術(shù)前為了能精準(zhǔn)制定手術(shù)方案，專家想到了3D打印技術(shù)。3D打印將患者的肝膽胰臟器和相應(yīng)的病變部位以1：1的“實物”形式呈現(xiàn)在醫(yī)生面前，通過精確評估病變范圍與臨近臟器組織的三維空間關(guān)系，專家團隊確定切除病患307克的肝臟。在進(jìn)行肝切除時，專家將模型帶入手術(shù)室在術(shù)中進(jìn)行實時比對，通過調(diào)整3D打印模型并置于最佳解剖位置，為手術(shù)關(guān)鍵步驟提供直觀的實時導(dǎo)航，對關(guān)鍵部位快速識別和定位；通過精確定位病灶、血管，實時引導(dǎo)重要脈管的接合，提高了手術(shù)精準(zhǔn)性，有效降低了手術(shù)風(fēng)險。 2、3D打印康復(fù)器械 以已經(jīng)實現(xiàn)3D打印批量定制化生產(chǎn)的助聽器外殼產(chǎn)業(yè)為例。在傳統(tǒng)的方式下，技師需要通過患者的耳道模型做出注塑模具。然后通過紫外線得到塑料產(chǎn)品。通過對塑料產(chǎn)品進(jìn)行鉆音孔和手工處理后得到助聽器最終形狀。如果在這一過程中出錯，就需要重新制作模型。而使用3D打印機制作助聽器的流程，始于患者耳道硅膠模或印模的設(shè)計，這個步驟是通過三維掃描儀來完成的。然后用CAD軟件將掃描數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為3D打印機可讀取的設(shè)計文件。設(shè)計者可以通過軟件修改三維圖像，及創(chuàng)建最終的產(chǎn)品形狀。EnvisionTec打印機大約可以在60到90分鐘內(nèi)打印出65個助聽器外殼或47個助聽器模型。 3、3D打印植入物 2015年由北京大學(xué)第三醫(yī)院張克教授團隊和愛康宜城公司合作研發(fā)的3D打印人工髖關(guān)節(jié)獲得國家食品藥品監(jiān)督管理總局批準(zhǔn)，成為我國首個獲準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)化的3D打印植入物。 4、3D打印藥品 例如，在2015年美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)己在全球批準(zhǔn)首款完全用3D打印制作的藥片。這款名為Spritam的藥物由美國Aprecia制藥公司研制，用于治療癲癇癥患者。Aprecia使用的Zipdose3D打印技術(shù)最重要的意義就是使藥物能夠在少量的水中迅速崩解高劑量的藥物，這種藥物給發(fā)病時的患者帶來了極大的方便。 5、3D打印與口腔科 近年來，以軟件設(shè)計為基礎(chǔ)的牙科修復(fù)變得普及，很多牙科診所、實驗室或?qū)I(yè)義齒生產(chǎn)企業(yè)都引入了3D打印技術(shù)。結(jié)合了3D打印的數(shù)字化口腔技術(shù)為牙科行業(yè)帶來了精度高、成本低、效率高，以及符合規(guī)范化生產(chǎn)鏈相符的口腔數(shù)據(jù)。 6、3D打印與醫(yī)療器械制造 例如，在膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶損傷修復(fù)手術(shù)中，醫(yī)生首先要去除殘存的前交叉韌帶，然后準(zhǔn)確的替換上移植韌帶。如要保證手術(shù)的精準(zhǔn)和微創(chuàng)，醫(yī)生需要借助一種精密而特殊的手術(shù)工具。 總體來看，3D打印在醫(yī)療方面的應(yīng)用逐漸深入，應(yīng)用范圍越來越廣泛，未來我國3D打印在醫(yī)療方面的市場前景將得到充分發(fā)展。
2012-2018年中國3D打印行業(yè)市場規(guī)模
資料來源：中國報告網(wǎng)整理
3D在國外發(fā)展歷史較長久，最先發(fā)明3D概念的是1986年查爾斯·W·哈爾（Charles W.Hull）成立了世界上第一家生產(chǎn)3D打印設(shè)備的公司：3D Systems公司。而我國第一次接觸3D是在1988年，清華大學(xué)顏永年教授在美國UCLA訪問期間首次接觸3D打印。 相比國外，我國3D打印呈現(xiàn)以下特點： 1、產(chǎn)業(yè)化程度較低 我國3D打印產(chǎn)業(yè)雖然取得了較大進(jìn)步，但是行業(yè)整體上呈現(xiàn)“小、散、弱”的狀態(tài)。雖然我國現(xiàn)有3D打印制造企業(yè)數(shù)百家，企業(yè)數(shù)量排名全球前列，但行業(yè)缺少規(guī)模大、實力強的國際龍頭企業(yè)。 2、硬件依賴進(jìn)口，軟件存在空白 我國3D打印制造裝備總體上與發(fā)達(dá)國家還有較大差距，關(guān)鍵裝備與核心部件嚴(yán)重依賴進(jìn)口的問題依然較為突出。另外，我國3D打印軟件市場被國外企業(yè)壟斷，用于支撐設(shè)計、掃描路徑形成、方案制定的專用工藝軟件及控制軟件在國內(nèi)仍處于起步階段，有些軟件甚至處于空白。 3、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系不健全 歐美發(fā)達(dá)國家和地區(qū)非常重視增材制造標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)，早在2009年，ASTM就組建完成了專業(yè)的3D打印技術(shù)委員會F42。該委員會下設(shè)8個分技術(shù)委員會，目前已經(jīng)發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)11項，還正在制定另外的11項。2011年，ISO也成立了一個類似的委員會TC261，并且很快與ASTM的F42委員會簽署了合作協(xié)議，聯(lián)合啟動了3D打印技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，然后分別于2013年和2015年發(fā)布了三份ISO/ASTM標(biāo)準(zhǔn)，分別從術(shù)語定義、坐標(biāo)系定義、3D打印數(shù)據(jù)格式（AMF）等方面進(jìn)行了規(guī)范。 4、行業(yè)研發(fā)主力還停留在大學(xué)和研究所 目前國內(nèi)3D打印的研發(fā)大部分還是靠大學(xué)和研究所，3D打印企業(yè)對于研發(fā)的投入過少，從近年來3D打印行業(yè)相關(guān)申請專利數(shù)量來看，排名靠前的為華南理工大學(xué)，西安交通大學(xué)，浙江大學(xué)，吉林大學(xué)等，專利申請數(shù)量排名前五位中有4所大學(xué)。
近年來中國3D打印行業(yè)相關(guān)專利申請人和申請數(shù)量
資料來源：SooPAT，中國報告網(wǎng)整理
中國3D打印行業(yè)應(yīng)用格局： 3D打印應(yīng)用廣泛，在許多領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，目前我國3D打印在航空航天、工業(yè)機械、電子消費品和汽車領(lǐng)域有著較大的應(yīng)用，在醫(yī)療方面的應(yīng)用相對較低。
中國3D打印市場應(yīng)用分布
資料來源：公開資料整理
3D打印在醫(yī)療方面的應(yīng)用： 目前，3D打印在醫(yī)療模型、手術(shù)導(dǎo)板、康復(fù)器械、金屬植入物、藥物、組織器官、口腔和醫(yī)療器械制造方面均有應(yīng)用。尤其在醫(yī)療器械和康復(fù)器械方面表現(xiàn)較為突出，主要原因在于這些器械體積較大，結(jié)構(gòu)較為簡單。 1、3D打印的醫(yī)療模型和手術(shù)導(dǎo)板 例如2015年上海市第一人民醫(yī)院普外科中心主任彭志海教授團隊采用3D打印技術(shù)為一位來自貴州的患先天性自身免疫性肝硬化門靜脈高壓癥的病人進(jìn)行活體肝移植。術(shù)前為了能精準(zhǔn)制定手術(shù)方案，專家想到了3D打印技術(shù)。3D打印將患者的肝膽胰臟器和相應(yīng)的病變部位以1：1的“實物”形式呈現(xiàn)在醫(yī)生面前，通過精確評估病變范圍與臨近臟器組織的三維空間關(guān)系，專家團隊確定切除病患307克的肝臟。在進(jìn)行肝切除時，專家將模型帶入手術(shù)室在術(shù)中進(jìn)行實時比對，通過調(diào)整3D打印模型并置于最佳解剖位置，為手術(shù)關(guān)鍵步驟提供直觀的實時導(dǎo)航，對關(guān)鍵部位快速識別和定位；通過精確定位病灶、血管，實時引導(dǎo)重要脈管的接合，提高了手術(shù)精準(zhǔn)性，有效降低了手術(shù)風(fēng)險。 2、3D打印康復(fù)器械 以已經(jīng)實現(xiàn)3D打印批量定制化生產(chǎn)的助聽器外殼產(chǎn)業(yè)為例。在傳統(tǒng)的方式下，技師需要通過患者的耳道模型做出注塑模具。然后通過紫外線得到塑料產(chǎn)品。通過對塑料產(chǎn)品進(jìn)行鉆音孔和手工處理后得到助聽器最終形狀。如果在這一過程中出錯，就需要重新制作模型。而使用3D打印機制作助聽器的流程，始于患者耳道硅膠模或印模的設(shè)計，這個步驟是通過三維掃描儀來完成的。然后用CAD軟件將掃描數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為3D打印機可讀取的設(shè)計文件。設(shè)計者可以通過軟件修改三維圖像，及創(chuàng)建最終的產(chǎn)品形狀。EnvisionTec打印機大約可以在60到90分鐘內(nèi)打印出65個助聽器外殼或47個助聽器模型。 3、3D打印植入物 2015年由北京大學(xué)第三醫(yī)院張克教授團隊和愛康宜城公司合作研發(fā)的3D打印人工髖關(guān)節(jié)獲得國家食品藥品監(jiān)督管理總局批準(zhǔn)，成為我國首個獲準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)化的3D打印植入物。 4、3D打印藥品 例如，在2015年美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)己在全球批準(zhǔn)首款完全用3D打印制作的藥片。這款名為Spritam的藥物由美國Aprecia制藥公司研制，用于治療癲癇癥患者。Aprecia使用的Zipdose3D打印技術(shù)最重要的意義就是使藥物能夠在少量的水中迅速崩解高劑量的藥物，這種藥物給發(fā)病時的患者帶來了極大的方便。 5、3D打印與口腔科 近年來，以軟件設(shè)計為基礎(chǔ)的牙科修復(fù)變得普及，很多牙科診所、實驗室或?qū)I(yè)義齒生產(chǎn)企業(yè)都引入了3D打印技術(shù)。結(jié)合了3D打印的數(shù)字化口腔技術(shù)為牙科行業(yè)帶來了精度高、成本低、效率高，以及符合規(guī)范化生產(chǎn)鏈相符的口腔數(shù)據(jù)。 6、3D打印與醫(yī)療器械制造 例如，在膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶損傷修復(fù)手術(shù)中，醫(yī)生首先要去除殘存的前交叉韌帶，然后準(zhǔn)確的替換上移植韌帶。如要保證手術(shù)的精準(zhǔn)和微創(chuàng)，醫(yī)生需要借助一種精密而特殊的手術(shù)工具。 總體來看，3D打印在醫(yī)療方面的應(yīng)用逐漸深入，應(yīng)用范圍越來越廣泛，未來我國3D打印在醫(yī)療方面的市場前景將得到充分發(fā)展。
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