《科技创新与品牌》杂志社成果 ACHIEVEMENTS

佳唯科技开创“3D”新局面

“七彩云南”彩车孔雀模型

医生讲解3D打印技术在医学上的应用

3D打印在彩车上的应用


骨科筋孔瞄准器

3D打印在模型上的应用

PEEK胸骨、锁骨个性化植入假体

2019年10月1日,在天安门广场举行了一场举国欢腾的阅兵仪式。据了解,在这场阅兵仪式上多个省份的彩车设计原型验证都大量采用了3D打印技术,尤其是“七彩云南”的彩车更是被庆祝大会群众游行指挥部授予“华美奖”,“七彩云南”彩车是在高度保密措施下由云南省省委宣传部、省文旅厅、云南艺术学院、云南增材佳维科技公司等单位联合完成。

云南增材佳唯科技公司(以下简称“佳唯科技”)是云南首家专业3D打印产业运营商,以发展和推广云南省3D打印技术产业为目标,建设泛亚3D打印产业创新基地,努力将3D打印产业打造成为新的产业创新引擎,推动传统产业的升级改造,并实现良好的社会效益。

3D打印走进医学殿堂


3D打印又称“增材制造”,诞生于上世纪80年代,是快速成型技术的一种,它以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印技术给大家带来的好处是显而易见的,随着科技的发展,越来越多的国家在各行各业应用3D打印技术。

近年来,美国通过制定发展增材制造的国家战略和具体推动措施,将增材制造作为未来产业发展新的增长点加以培育;欧盟及成员国也很注重发展金属增材制造技术,产业发展和技术应用走在世界前列;日本政府更是采取优惠政策和资金鼓励产学研用紧密结合,着力促进3D打印技术的发展。我国更加高度重视增材制造产业发展,2016年11月29日国务院印发《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》,重点打造增材制造产业链。佳唯科技紧跟国家政策的扶持,大力推动3D打印技术全方面发展。

佳唯科技看准三维打印与未来三维数字化行业的发展趋势,把3D打印技术引进云南,并迅速发展成为云南省3D打印技术的龙头企业。2014年,佳唯科技开始实施“引进来,走出去”战略,邀请了国内3D打印领域唯一的中国工程院院士卢秉恒建立院士工作站,成立了西南地区最大的3D打印创新中心。

随着3D打印技术的全方面发展,3D打印技术在医疗行业甚至是整个生命学领域都有广泛的应用前景。人体上下从无生命的教学模型、假肢、肢体矫形器、精密手术导板,到人体内简单的活性组织如骨骼与软骨,再到静脉和皮肤,甚至是复杂的器官,如心脏、肝脏……这些都可以应用3D打印技术做出模型。

佳唯科技通过学科交叉、医工结合的方式,与云南省医学会数字医学分会、医院等进行合作,共同研发完成了一套完整的在医学3D打印日常临床诊疗和教学科研中较好运用的数字化诊疗理念,极大地促进3D打印技术在医学教学中的运用。佳唯科技还与昆医附一院共同建立了“医学3D打印教学运用示范基地”,打造出一个医务人员3D打印技术教学培训交流平台。

3D打印技术的发展引起了业界的高度重视。云南省政府决定大力整合云南省3D打印产业优势资源,集结了云南省内外18家单位,共同成立了云南省3D打印技术产业创新联盟,联盟内包括多年从事医学影像领域工作的专业人员、具有丰富经验的外科医生、3D打印工程师、计算机图形应用人员及信息与自动化专家构成的研究团队。研究团队联合多部门,在云南率先制定3D打印在医疗领域的行业和地方标准,大力推进3D打印在医疗领域运用的产业化进程。


创新推动医学发展


2016年,佳唯科技和多家三甲医院展开合作,就3D打印可植入假体展开研究。目前,佳唯科技引进了西南首台PEEK医学3D打印机,通过3D打印的方式,佳唯科技逐渐实现了高度个性化、精准化、定制化的假体,为患者和医生带来了全新的治疗手段。依靠新技术,佳唯科技还在探索3D打印人体下颌骨、胸骨等可植入“人工骨头”,将在骨科植入方面开展更多的临床实践。

2017年8月,云南省昆明市昆明医科大学第一附属医院(以下简称“昆一附属医院”)应用3D打印技术成功帮助血友病患者膝关节实施置换手术,这场手术使坐在轮椅12年的患者在术后休养2个月之后,便可以像正常人一般行走了。

2018年7月,在昆明市第一附属医院一台常规的锁骨置换手术中,在场的医生护士都会发现,手术中使用的假体和往常的不太一样,是全国首次运用3D打印技术制造的可植入替换锁骨,是昆明医科大学第一附属医院胸外科团队与佳唯科技研究合作,实施的一例3D打印锁骨置换手术。这台手术为云南医学上取得了突破性的进步,更是全国首次运用3D打印PEEK(聚醚醚酮)材料,制造可植入假体替换锁骨。

“按照以往的办法,我们将锁骨切除后,通常采用钛合金等金属材料来进行修补,但钛合金材料的弹性模量和可屈曲强度与真实的人骨的差距很大,难以形成合理的梯度强度,由此产生的应力传导容易在特殊外力作用下损伤周围的组织。同时,钛合金材料在后期影像学检查中存在很大局限性,在CT或核磁共振检查中会产生强烈干扰,而部分患者会对钛合金材料置换部位产生感觉异常等症状。”昆一附属医院老年胸外科主任施云飞说到。施云飞和他带领的团队充分考虑到医院的医疗条件和技术水平,决定选择与佳唯科技反复研究的手术方案。

“PEEK是一种具有安全稳定、耐高温、自润滑、易加工和高机械强度和低溶出性等优异性能的特种高分子材料,可耐反复的高压灭菌,已运用于许多的临床医学领域。经研究发现,它与人体的相融性极好,且弹性模量与人体的骨头性能相近,作为人工骨材料是目前性能良好的骨替换物。此外,植入此物的癌症患者后期治疗过程不会有金属材料的障碍,不会影响到患者照CT、核磁,更是有助于对患者后期的治疗。”佳唯科技总经理冯强介绍。由于这台手术是第一次选用PEEK材料,经过医生、工程师联合设计,借助计算机设计模型反复研究、修改,历经多次研究论证,确保万无一失的情况下,才最终定型导板和锁骨模型。

2019年1月,昆一附属医院应用3D打印技术使另一台双膝同期置换手术获得成功。从而结束了云南省血友病人双膝同期不能置换的历史,更标志着我国医学上3D打印技术上取得了实质性的突破。


踏入3D产业新步伐


据了解,2015年卢秉恒院士工作站正式落户昆明高新区。截至2015年9月,佳唯科技先后接待外宾,省市领导、企业、双创人员15000人次以上,为3D打印技术的宣传推广起到了积极的促进作用,提升了高新区3D打印的行业知名度。

佳唯科技在2015年至2018年期间多次参展南亚国际博览会以及世界3D打印技术博览会,向社会集中展示了医学3D打印技术。2017年6月,佳唯科技作为全国增材制造标准化委员会成员参加全国增材制造标准化技术委员会一届二次会议;2017年8月,作为中国医疗器械协会3D打印医疗专业委员会副理事单位参加中国医疗器械行业协会3D打印医疗器械专委会成立大会;2017年11月,公司作为云南展区的代表参加了第十九届中国国际高新技术成果交易会,展示云南医学3D打印的先进技术;公司自成立之初到2018年分别与省内外医疗机构(7家)、科技企业(19家)、科研机构(6家)、高等院校(10家)签订了相关的合作协议,建立了长期的战略合作。

有了长期的合作伙伴,佳唯科技便立即推进互联网+医疗建设,着力打造公司网络平台、微信推广平台、医学3D打印共享平台等,实时为大众提供全球最新资讯,为患者提供全套的医疗解决方案和便捷的技术交流、咨询平台。2018年11月,全国首个医学3D打印共享平台正式上线,佳唯科技还于2019年开始服务全球医学3D打印的医生及患者业务。

2016年,佳唯科技荣获云南省“四个一百”工程企业,被列为云南省重点工程;2017年,通过高新技术企业的评选,获云南省科技型中小企业、云南省众创空间、昆明市科技众创空间创新创业梦想公共服务平台等称号,并成为了中国医疗器械行业协会副理事单位以及中国3D打印理事单位。佳唯科技依托卢秉恒院士团队,凭借自主研发的项目“基于微喷控制系统的低熔点金属增材制造技术攻关及设备研发”“面向3D打印云服务平台”荣获2016年第二届云南省创新创业大赛暨第五届中国创新创业大赛云南赛地区赛的优胜奖与二等奖;佳唯科技内部研发团队依托“3D打印助力生物医药大健康”项目荣获第三届云南省创新创业大赛暨第六届中国创新创业大赛云南赛地区赛优胜奖。此外,佳唯科技还以自有专利(一种三维打印的骨科钻孔瞄准器)荣获2017年昆明市专利奖;2019年11月,佳唯科技获得2019年企业标准“领跑者”荣誉称号,成为目前云南省唯一上榜的的企业。

将增材制造作为发展战略,佳唯科技将会继续推进3D打印技术的应用与推广步伐,完善推广医学3D打印共享平台,打造全国独有的“云3D”理念,实现3D打印技术全方位发展。