美敦力案例洞悉正在加速发展的脊柱手术用3D打印医疗器材
从椎间融合器的制造技术角度上来看，3D打印技术为椎间融合器设计创新带来了新机遇。3D打印椎间融合器产品，可进一步细分为颈椎融合器、胸椎融合器和腰椎融合器。整体来看，相比传统设计，3D打印融合器的普遍优势在于集成了有利于骨融合的多孔结构，以及增强放射成像特性，使融合可视化的开放式设计。
根据3D科学谷的市场观察，全球范围内拥有已上市3D打印椎间融合器产品的公司超过30家。2022年，全球范围内脊柱手术用3D打印医疗器材正在获得加快发展，本期分享的是美敦力的案例。
成就非常复杂的几何形状
根据市场研究报告，全球3D打印医疗器械市场预计将从 2021 年的 22.9 亿美元增长到 2022 年的 27.6 亿美元，复合年增长率 (CAGR) 为 20.4%。预计到 2026 年，该市场将以 13.0% 的复合年增长率 (CAGR) 增长到 44.9 亿美元。3D打印医疗器械的主要类型有植入物、手术器械、假肢、组织工程器械等。3D打印植入物是使用3D打印技术制造复杂几何形状的医疗植入物。
3D打印椎间融合器
© 3D科学谷白皮书
脊柱行业越来越多地使用 3D 打印技术是 3D 打印医疗器械市场的最新趋势之一。脊柱行业正在采用 3D 打印来生产新的创新产品，这些产品可以促进骨骼向内生长并改善植入物对脊柱骨的固定，减少制造步骤的数量，从而在某些情况下使 3D 打印过程更具成本效益。
3D打印椎间融合器
© 3D科学谷白皮书
根据 Allied Market Research，2016年全球椎间融合器市场价值18.18亿美元，预计到2023年将达到23.09亿美元，复合年增长率为3.4％。
具有增强表面纹理的植入物
通过在2020年收购Medicrea，美敦力进一步成为个性化植入和AI驱动的规划与预测能力的领导者。根据3D科学谷的市场了解，如果用于制备3D打印植入装置的材料与患者的生物力学不兼容，那么患者可能会出现骨骼异常生长和出血等副作用。在制造 3D 打印医疗器械中最常用的金属中设备是钛。尽管钛在制造医疗级产品方面提供了可靠性和准确性，但一些人体倾向于排斥钛，因为它的化学成分会抑制骨骼和组织与植入物的相互作用。除了这些可能导致金属植入物失效的其他原因之外，这些原因可能是由金属本身的材料特性（例如，高刚度、高腐蚀率和毒性）或由于骨骼暴露于受感染的金属植入物引起的即感染。
在这方面，美敦力推出了其钛金属3D打印TiONIC 技术。TiONIC 技术使用激光方法来制造具有增强表面纹理的植入物。Artic-L 是美敦力使用 TiONIC 技术制造的第一款植入物。该植入物由钛制成，旨在供外科医生在脊柱手术中使用。3D科学谷在《盘点全球已商业化的3D打印椎间融合》介绍过，ARTiC-L是美敦力使用TiONIC Technology 3D打印技术制造的首个植入物。该植入物由钛合金材料制成，专为外科医生设计用于经椎间孔腰椎椎间融合术（TLIF）脊柱手术。植入物的3D打印蜂窝设计作用相当于骨传导支架，使骨生长到植入物中，并改善了整个植入物的机械负荷分布。
除了利用TiONIC技术之外，ARTiC-L还可以简化手术流程，仅需一台器械即可进行植入物插入和定位。ARTiC-L系统旨在通过提供高达20度的各种前凸角来促进脊柱的矢状对齐。TiONIC技术是一种3D打印技术，通过激光熔融方法产生增强的表面纹理。与光滑材料相比，表面纹理已显示出可以增加骨传导性并促进骨骼反应。与传统制造技术不同的是，3D打印技术能够实现更复杂的植入物设计，例如美敦力（Medtronic）最近推出的ARTiC-L（TM）脊柱系统上的蜂窝形状。
具有增强表面纹理的植入物
美敦力还推出 Adaptix™ 椎体间系统，这是首个采用 Titan nanoLOCK™ 表面技术的导航钛笼。Titan Spine 是美敦力于 2019 年收购的，根据美敦力，Adaptix Interbody 系统仿照老牌 Capstone™ 脊柱系统，以提高强度、抗下陷性、易于插入和数据支持的骨骼生长。
Titan nanoLOCK 表面技术展示了 FDA 纳米技术指导文件中概述的被视为脊柱设备纳米技术的元素。根据OrthoArkansas 脊柱研究所的医学博士 J. Justin Seale 临床医生评论，Adaptix 椎体间系统让医生有最好的机会通过自信地将植入物置于导航之下，并相信 Titan nanoLOCK 表面技术允许植入物促进融合，从而满足患者的需求。表面技术、材料类型和植入物设计都在融合过程中的骨骼生长过程中发挥作用，独特的功能和世界一流的技术使 Adaptix 体间系统成为真正差异化的植入物。
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