聚高增材3D打印PEEK“私人定制”,“打”出新天下



 11月,分不清是深秋还是初冬,阳光的姿态却依然乐不思蜀,暖入了襟怀,风盈了衣袖。在渭南高新区3D打印产业培育基地,陕西聚高增材智造科技发展有限公司总经理石长全正在接待一批前来参观考察的客人,精彩的讲解让大家时不时点头称赞。

“这已经是今天第二批来考察的客人了。”接待完客人后,石长全长舒了一口气对记者说。在相继完成领先世界的多例3D打印PEEK植入体的临床实验后,陕西聚高常常都是门庭若市。坐定后,石长全这才有空和记者聊聊那些关于陕西聚高创造的“世界首例”的故事。

世界首例植入人体3D打印PEEK肋骨成功打造

“世界首例成功植入人体的3D打印PEEK肋骨就出自公司团队之手”石长全无不自豪的说。今年4月,空军军医大学(原第四军医大学)唐都医院胸腔外科接收了一名胸壁肿瘤患者,大小为11×11×6㎝的肋骨肿瘤位于左前胸壁,由于肿瘤病变速度快,如不及时切除将直接威胁生命,但是手术完整切除后造成的胸壁缺损范围巨大,若不能进行有效的胸壁重建,患者术后很可能因胸腔塌陷而发生呼吸衰竭,甚至死亡。PEEK聚醚醚酮材料生物相融性好、重量轻且弹性模量与骨相近。因此,陕西聚高技术团队积极探讨,打造出适合患者的3D打印PEEK肋骨假体,并由医院成功实施修复手术。

石长全告诉记者,在2017年4月与第四军医大学唐都医院合作完成了世界首例3D打印PEEK肋骨假体的临床实验之后,同年5月、7月他们又相继完成了第二例以及第三例。8月,一次偶然的机会促成陕西聚高与上海儿童医学中心合作,完成了一例3D打印PEEK“护心板”临床实验,同时再次与空军军医大学唐都医院合作完成了世界首例3D打印PEEK胸骨假体的临床实验,9月份完成了世界第二例……这些傲人的成绩无不显示出这个来自西安交通大学的顶尖人才团队果毅力行、忠恕任事的态度,也正如此他们在3D打印PEEK医疗植入领域大展身手。

当记者问起让他印象最深刻的一次案例时,他说“我们给一个6岁的先天性胸骨缺损、心脏外置的新疆男孩阿布定制了“心房”。在上海儿童医学中心的配合下,8月2日,陕西聚高在手术方案确定仅仅四天后,就将PEEK胸骨“外壳”送到医生手中,为阿布成功实施手术。当医生告知阿布恢复良好并已出院的时候,陕西聚高人由衷地高兴,因为他们的技术不仅拯救了小阿布,更是让他的家庭回归正常,这样的付出值得一搏。

3D打印PEEK 个性化定制行业领先

PEEK也就是我们所说的聚醚醚酮材料,它是一种高熔点(343℃)、大冷却收缩率却具有优异性能的热塑性材料,以其优异的性能和质量得到了众多医疗器械制造商和外科医生的认可,是目前最为理想的植入材料之一。石长全告诉记者:“针对传统机械加工制造PEEK零件存在的材料利用率低、成本高、难以直接成形复杂结构等问题,我们团队研发了一种以控性冷沉积为核心技术的PEEK材料3D打印方法,实现了高性能PEEK零件低成本、高精度的控形控性制造”。

据悉,陕西聚高采用独特的技术工艺,材料与工艺完美结合,打印性能已经超过传统注塑工艺的80%,这一指标在全世界范围内属于领先水平。

此外,陕西聚高还开发了个性化骨科内植物设计平台,通过结合3D打印设备和引进“互联网+”模式,实现内植物远程设计和云制造,通过医疗植入物个性化设计建模、有限元分析优化与平行实验验证优化技术,对于植入物模型进行了全面的评估以及测试,可以获得具有较高安全系数的个性化医疗植入物打印方案,再通过装备完成植入体打印,为手术提供有力保证。此项技术凭借低成本和高效服务的优势,具有极大的市场占有潜力。

“3D打印+”产业化示范再添新动能

陕西聚高取得如此骄人的成绩,当然离不开渭南高新区3D打印培育基地的悉心栽培。在信息科技化大浪潮中,渭南高新区领导高瞻远瞩,因地制宜,秉承着“一张蓝图画到底”的精神,将3D打印作为追赶超越、产业转型升级的一个重要突破点,以3D打印设备生产、3D打印材料研发生产、3D打印应用型人才培养为抓手,始终坚持创新技术链、完善资金链、健全服务链、培育产业链四个环节,主动将3D打印技术植根当地主导产业,以“3D打印+”模式展开了产业结构转型升级的“棋局”,奋力开启了“智能制造”的新时代。

用渭南高新区党工委书记朱忠效的话来说,“3D打印已经在高新区扬帆起航,我们坚定不移的支持产业发展,让它成为行业领军,打造它的生态链条,推动它成为一个产业集群”。结合发展实际,渭南高新区明确地提出了围绕3D打印产业化示范及应用推广为重心的发展思路,初步形成了“3D打印+航空”“3D打印+医疗”“3D打印+文创”“3D打印+铸造”“3D打印+教育”等一系列“3D打印+”产业模式,借助3D打印技术优势,解决传统产业技术难点、痛点,改造提升传统产业,引进孵化各种类型中小科技企业。

作为一家高性能非金属材料3D打印完整方案提供商,陕西聚高自入驻以来,共完成PEEK材料3D打印肋骨假体植入手术3例,胸骨“外壳”植入手术2例,接下来还会配合4例外科手术,不断刷新3D打印PEEK临床应用高度,探索3D打印PEEK领域方向创新。

渭南高新区自企业入驻之日起,提供了从企业注册到市场开拓等各方面完善的服务,为技术团队提供了包括场地、资金、人才等全方位的政策支持,石长全总经理对此颇为感慨“正是由于渭南高新区在企业创新发展的大力支持,才有了聚高蓬勃发展的今天”,未来聚高团队也将在渭南高新区继续砥砺前行,争创更大的辉煌。

高端人才创新引领产业蓬勃发展

石长全告诉记者,陕西聚高之所以能取得这么多成绩,主要是得益于来自西安交通大学的核心技术和管理人才团队。

据了解,这个16个高端人才组成技术团队过半数成员具有硕士以及博士学位,且研究方向均为增材制造(3D打印)技术。公司技术来源于西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室主任、长江学者特聘教授李涤尘团队,团队长期从事增材制造技术和生物制造方向研究,将增材制造技术应用到人体组织与假体的制造中,建立了增材制造定制化骨替代物系统,制造的金属和非金属骨替代物进入临床应用,研究成果获得国家技术发明奖1项,国家科技进步二等奖1项,中国好设计1项。

随着骨科内植物市场的迅速增长,预计至2019年,国内市场规模将超过300亿元。3D打印为个性化的骨科内植物的制造提供了技术支撑,使得个性化精准设计、材料多样化、敏捷设计与制造成为当前骨科内植物3D打印行业的发展趋势。我们有理由相信陕西聚高3D打印PEEK 个性化定制产业会发展得越来越好。

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