11月,分不清是深秋還是初冬,陽光的姿態卻依然樂不思蜀,暖入了襟懷,風盈了衣袖。在渭南高新區3D打印產業培育基地,陜西聚高增材智造科技發展有限公司總經理石長全正在接待一批前來參觀考察的客人,精彩的講解讓大家時不時點頭稱贊。
“這已經是今天第二批來考察的客人了。”接待完客人后,石長全長舒了一口氣對記者說。在相繼完成領先世界的多例3D打印PEEK植入體的臨床實驗后,陜西聚高常常都是門庭若市。坐定后,石長全這才有空和記者聊聊那些關于陜西聚高創造的“世界首例”的故事。
世界首例植入人體3D打印PEEK肋骨成功打造
“世界首例成功植入人體的3D打印PEEK肋骨就出自公司團隊之手”石長全無不自豪的說。今年4月,空軍軍醫大學(原第四軍醫大學)唐都醫院胸腔外科接收了一名胸壁腫瘤患者,大小為11×11×6㎝的肋骨腫瘤位于左前胸壁,由于腫瘤病變速度快,如不及時切除將直接威脅生命,但是手術完整切除后造成的胸壁缺損范圍巨大,若不能進行有效的胸壁重建,患者術后很可能因胸腔塌陷而發生呼吸衰竭,甚至死亡。PEEK聚醚醚酮材料生物相融性好、重量輕且彈性模量與骨相近。因此,陜西聚高技術團隊積極探討,打造出適合患者的3D打印PEEK肋骨假體,并由醫院成功實施修復手術。
石長全告訴記者,在2017年4月與第四軍醫大學唐都醫院合作完成了世界首例3D打印PEEK肋骨假體的臨床實驗之后,同年5月、7月他們又相繼完成了第二例以及第三例。8月,一次偶然的機會促成陜西聚高與上海兒童醫學中心合作,完成了一例3D打印PEEK“護心板”臨床實驗,同時再次與空軍軍醫大學唐都醫院合作完成了世界首例3D打印PEEK胸骨假體的臨床實驗,9月份完成了世界第二例……這些傲人的成績無不顯示出這個來自西安交通大學的頂尖人才團隊果毅力行、忠恕任事的態度,也正如此他們在3D打印PEEK醫療植入領域大展身手。
當記者問起讓他印象最深刻的一次案例時,他說“我們給一個6歲的先天性胸骨缺損、心臟外置的新疆男孩阿布定制了“心房”。在上海兒童醫學中心的配合下,8月2日,陜西聚高在手術方案確定僅僅四天后,就將PEEK胸骨“外殼”送到醫生手中,為阿布成功實施手術。當醫生告知阿布恢復良好并已出院的時候,陜西聚高人由衷地高興,因為他們的技術不僅拯救了小阿布,更是讓他的家庭回歸正常,這樣的付出值得一搏。
3D打印PEEK 個性化定制行業領先
PEEK也就是我們所說的聚醚醚酮材料,它是一種高熔點(343℃)、大冷卻收縮率卻具有優異性能的熱塑性材料,以其優異的性能和質量得到了眾多醫療器械制造商和外科醫生的認可,是目前最為理想的植入材料之一。石長全告訴記者:“針對傳統機械加工制造PEEK零件存在的材料利用率低、成本高、難以直接成形復雜結構等問題,我們團隊研發了一種以控性冷沉積為核心技術的PEEK材料3D打印方法,實現了高性能PEEK零件低成本、高精度的控形控性制造”。
據悉,陜西聚高采用獨特的技術工藝,材料與工藝完美結合,打印性能已經超過傳統注塑工藝的80%,這一指標在全世界范圍內屬于領先水平。
此外,陜西聚高還開發了個性化骨科內植物設計平臺,通過結合3D打印設備和引進“互聯網+”模式,實現內植物遠程設計和云制造,通過醫療植入物個性化設計建模、有限元分析優化與平行實驗驗證優化技術,對于植入物模型進行了全面的評估以及測試,可以獲得具有較高安全系數的個性化醫療植入物打印方案,再通過裝備完成植入體打印,為手術提供有力保證。此項技術憑借低成本和高效服務的優勢,具有極大的市場占有潛力。
“3D打印+”產業化示范再添新動能
陜西聚高取得如此驕人的成績,當然離不開渭南高新區3D打印培育基地的悉心栽培。在信息科技化大浪潮中,渭南高新區領導高瞻遠矚,因地制宜,秉承著“一張藍圖畫到底”的精神,將3D打印作為追趕超越、產業轉型升級的一個重要突破點,以3D打印設備生產、3D打印材料研發生產、3D打印應用型人才培養為抓手,始終堅持創新技術鏈、完善資金鏈、健全服務鏈、培育產業鏈四個環節,主動將3D打印技術植根當地主導產業,以“3D打印+”模式展開了產業結構轉型升級的“棋局”,奮力開啟了“智能制造”的新時代。
用渭南高新區黨工委書記朱忠效的話來說,“3D打印已經在高新區揚帆起航,我們堅定不移的支持產業發展,讓它成為行業領軍,打造它的生態鏈條,推動它成為一個產業集群”。結合發展實際,渭南高新區明確地提出了圍繞3D打印產業化示范及應用推廣為重心的發展思路,初步形成了“3D打印+航空”“3D打印+醫療”“3D打印+文創”“3D打印+鑄造”“3D打印+教育”等一系列“3D打印+”產業模式,借助3D打印技術優勢,解決傳統產業技術難點、痛點,改造提升傳統產業,引進孵化各種類型中小科技企業。
作為一家高性能非金屬材料3D打印完整方案提供商,陜西聚高自入駐以來,共完成PEEK材料3D打印肋骨假體植入手術3例,胸骨“外殼”植入手術2例,接下來還會配合4例外科手術,不斷刷新3D打印PEEK臨床應用高度,探索3D打印PEEK領域方向創新。
渭南高新區自企業入駐之日起,提供了從企業注冊到市場開拓等各方面完善的服務,為技術團隊提供了包括場地、資金、人才等全方位的政策支持,石長全總經理對此頗為感慨“正是由于渭南高新區在企業創新發展的大力支持,才有了聚高蓬勃發展的今天”,未來聚高團隊也將在渭南高新區繼續砥礪前行,爭創更大的輝煌。
高端人才創新引領產業蓬勃發展
石長全告訴記者,陜西聚高之所以能取得這么多成績,主要是得益于來自西安交通大學的核心技術和管理人才團隊。
據了解,這個16個高端人才組成技術團隊過半數成員具有碩士以及博士學位,且研究方向均為增材制造(3D打印)技術。公司技術來源于西安交通大學機械制造系統工程國家重點實驗室主任、長江學者特聘教授李滌塵團隊,團隊長期從事增材制造技術和生物制造方向研究,將增材制造技術應用到人體組織與假體的制造中,建立了增材制造定制化骨替代物系統,制造的金屬和非金屬骨替代物進入臨床應用,研究成果獲得國家技術發明獎1項,國家科技進步二等獎1項,中國好設計1項。
隨著骨科內植物市場的迅速增長,預計至2019年,國內市場規模將超過300億元。3D打印為個性化的骨科內植物的制造提供了技術支撐,使得個性化精準設計、材料多樣化、敏捷設計與制造成為當前骨科內植物3D打印行業的發展趨勢。我們有理由相信陜西聚高3D打印PEEK 個性化定制產業會發展得越來越好。