美敦力案例洞悉正在加速發展的脊柱手術用3D打印醫療器材
從椎間融合器的制造技術角度上來看，3D打印技術為椎間融合器設計創新帶來了新機遇。3D打印椎間融合器產品，可進一步細分為頸椎融合器、胸椎融合器和腰椎融合器。整體來看，相比傳統設計，3D打印融合器的普遍優勢在于集成了有利于骨融合的多孔結構，以及增強放射成像特性，使融合可視化的開放式設計。
根據3D科學谷的市場觀察，全球范圍內擁有已上市3D打印椎間融合器產品的公司超過30家。2022年，全球范圍內脊柱手術用3D打印醫療器材正在獲得加快發展，本期分享的是美敦力的案例。
成就非常復雜的幾何形狀
根據市場研究報告，全球3D打印醫療器械市場預計將從 2021 年的 22.9 億美元增長到 2022 年的 27.6 億美元，復合年增長率 (CAGR) 為 20.4%。預計到 2026 年，該市場將以 13.0% 的復合年增長率 (CAGR) 增長到 44.9 億美元。3D打印醫療器械的主要類型有植入物、手術器械、假肢、組織工程器械等。3D打印植入物是使用3D打印技術制造復雜幾何形狀的醫療植入物。
3D打印椎間融合器
© 3D科學谷白皮書
脊柱行業越來越多地使用 3D 打印技術是 3D 打印醫療器械市場的最新趨勢之一。脊柱行業正在采用 3D 打印來生產新的創新產品，這些產品可以促進骨骼向內生長并改善植入物對脊柱骨的固定，減少制造步驟的數量，從而在某些情況下使 3D 打印過程更具成本效益。
3D打印椎間融合器
© 3D科學谷白皮書
根據 Allied Market Research，2016年全球椎間融合器市場價值18.18億美元，預計到2023年將達到23.09億美元，復合年增長率為3.4％。
具有增強表面紋理的植入物
通過在2020年收購Medicrea，美敦力進一步成為個性化植入和AI驅動的規劃與預測能力的領導者。根據3D科學谷的市場了解，如果用于制備3D打印植入裝置的材料與患者的生物力學不兼容，那么患者可能會出現骨骼異常生長和出血等副作用。在制造 3D 打印醫療器械中最常用的金屬中設備是鈦。盡管鈦在制造醫療級產品方面提供了可靠性和準確性，但一些人體傾向于排斥鈦，因為它的化學成分會抑制骨骼和組織與植入物的相互作用。除了這些可能導致金屬植入物失效的其他原因之外，這些原因可能是由金屬本身的材料特性（例如，高剛度、高腐蝕率和毒性）或由于骨骼暴露于受感染的金屬植入物引起的即感染。
在這方面，美敦力推出了其鈦金屬3D打印TiONIC 技術。TiONIC 技術使用激光方法來制造具有增強表面紋理的植入物。Artic-L 是美敦力使用 TiONIC 技術制造的第一款植入物。該植入物由鈦制成，旨在供外科醫生在脊柱手術中使用。3D科學谷在《盤點全球已商業化的3D打印椎間融合》介紹過，ARTiC-L是美敦力使用TiONIC Technology 3D打印技術制造的首個植入物。該植入物由鈦合金材料制成，專為外科醫生設計用于經椎間孔腰椎椎間融合術（TLIF）脊柱手術。植入物的3D打印蜂窩設計作用相當于骨傳導支架，使骨生長到植入物中，并改善了整個植入物的機械負荷分布。
除了利用TiONIC技術之外，ARTiC-L還可以簡化手術流程，僅需一臺器械即可進行植入物插入和定位。ARTiC-L系統旨在通過提供高達20度的各種前凸角來促進脊柱的矢狀對齊。TiONIC技術是一種3D打印技術，通過激光熔融方法產生增強的表面紋理。與光滑材料相比，表面紋理已顯示出可以增加骨傳導性并促進骨骼反應。與傳統制造技術不同的是，3D打印技術能夠實現更復雜的植入物設計，例如美敦力（Medtronic）最近推出的ARTiC-L（TM）脊柱系統上的蜂窩形狀。
具有增強表面紋理的植入物
美敦力還推出 Adaptix™ 椎體間系統，這是首個采用 Titan nanoLOCK™ 表面技術的導航鈦籠。Titan Spine 是美敦力于 2019 年收購的，根據美敦力，Adaptix Interbody 系統仿照老牌 Capstone™ 脊柱系統，以提高強度、抗下陷性、易于插入和數據支持的骨骼生長。
Titan nanoLOCK 表面技術展示了 FDA 納米技術指導文件中概述的被視為脊柱設備納米技術的元素。根據OrthoArkansas 脊柱研究所的醫學博士 J. Justin Seale 臨床醫生評論，Adaptix 椎體間系統讓醫生有最好的機會通過自信地將植入物置于導航之下，并相信 Titan nanoLOCK 表面技術允許植入物促進融合，從而滿足患者的需求。表面技術、材料類型和植入物設計都在融合過程中的骨骼生長過程中發揮作用，獨特的功能和世界一流的技術使 Adaptix 體間系統成為真正差異化的植入物。
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