从微纳3D精密打印,到医疗技术领域的颠覆式创新

发布日期:2023-11-09

浏览量:49次

作为精密制造的重要下游应用之一,医疗领域应用3D打印由来已久。1996年,全球第一家药物3D打印公司Therics成立。2012年,3D打印开始应用到医疗器械领域,首次打印出人造肝脏组织。2015年,3D打印药物Spritam获得FDA上市批准。

 

目前,3D打印在医疗器械领域主要应用在人体植入物和生物打印等方面。以血管支架为例,过去人们仅可在市场已有支架尺寸中选择,今天则可以选择根据患者特点定制、3D打印。定制化、个性化的精准医疗是3D精密制造的一大方向。

 

而另一方向,则是以技术创新赋能医疗产业,合作研发改良式、颠覆式的创新产品。重庆摩方精密科技股份有限公司(后简称“摩方精密”),是全球唯一的,可将3D打印精度精确到2μm级别,兼具超高公差控制能力,并能实现工业化应用的企业。

 

作为全球微纳3D精密打印领先者,摩方精密要进军医疗行业了?为此,动脉网独家访谈了摩方精密市场部总监邢羽翔。

 

全球独创技术,攻克精密复杂器件的加工制造

“2016年成立以来,摩方精密一直坚持走一条非常具有挑战性又非常性感的道路——以装备制造为基础逐步过渡到产品公司,以技术赋能行业发展的道路。”邢羽翔提到,“我们做的第一步是夯实我们的技术创新和基础研发。”

 

邢羽翔介绍,“具体而言,摩方精密主攻的是3D打印下的微纳3D打印领域,主要用于解决传统技术难以攻克的精密小型产品和复杂器件的加工与制造,符合全球工业制造日益精密化、精准化和小型化趋势。”

 

“面投影微立体光刻”(PμSL)即为摩方精密全球独创的技术,可提供目前全球唯一的最高精度达到2μm的高打印精度,且兼具工业水准的加工公差控制能力。工业化方面,摩方精密在1μm—20μm的打印精度范围内占据了全球垄断地位,并结合多种性能材料和相关后处理工艺,实现装备、材料、工艺三位一体技术,提供了一种全新的精密制造解决方案。

 

PμSL的突破革新也为摩方精密带来了全球声量。2018、2019入选MIT STEX25;2021年凭借超高精密3D打印系统microArch S240荣获年度全球光电科技领域最高奖“棱镜奖”;2022年获得日本精密工学会制造奖,成为全球第三个获得该奖项的非日本企业。

 

屡屡获奖背后,摩方精密的超高精密3D打印系统也不断迭代,充分满足生产商对精密复杂连接器等零部件的批量生产需求,将中国制造推向了全球市场。截至2023年11月,全球35个国家,近2000家科研机构及工业企业与摩方精密建立了合作,其中既有强生、GE医疗等在内的全球排名前10的医疗器械企业,也有全球前10的精密连接器企业。

摩方精密全球分布

 

目前,摩方精密立足重庆、布局全球,在深圳、北京、上海、厦门、珠海等多地设立办事处,在日本、美国等地设立海外分公司,已成长为200人的全球化团队,其中团队成员博士占比达10%,硕士占比达15%。邢羽翔谈到,“走过第7个年头,摩方精密正在从设备、服务、技术创新、终端应用四方面同步推进,致力于用高精密制造为技术赋能,推动医疗高精尖制造领域的发展。”

 

为精密制造的创新型产品赋能

“长期以来,精密复杂器件的加工一直是传统制造和3D打印的难点,也决定了其耗时且昂贵的特点。普通精度的3D打印技术无法满足样件设计的公差要求,小于200μm的细节难以体现。”邢羽翔强调,“而这正是我们所擅长的领域”。在医疗领域,高精尖器械的精细化、复杂化、孔道设计需求等趋势正盛。摩方精密的PμSL技术正是对标这一超高精密3D打印领域。

 

7月30日,摩方精密与北大口腔医院合作,投资1200万元在重庆搭建起超高精度牙齿表面强化技术联合实验室。这一实验室基于摩方精密与北大口腔医院联合研发的“极薄强韧氧化锆牙齿贴面”终端产品。牙齿贴面采用陶瓷修复材料“贴”在牙齿表面,以恢复牙齿形态、改善色泽,其中,材料厚度决定了是否需要打磨原有牙釉质。

联合研发的“极薄强韧氧化锆牙齿贴面”样例

 

“利用超高精密3D打印技术,研发团队将氧化锆牙齿贴面厚度从全球300μm的机加工水平降至40μm左右,让患者不磨牙或尽量少磨牙,实现极微创,甚至可能无创牙齿表面美学重建和快速强化。”邢羽翔说。

 

9月12日,摩方精密发布首款自研体外医疗器械终端应用“毛细血管器官芯片”。这是一款可直接用于体外、实现更高细胞培养培养密度、连续数周长期培养的体外3D培养芯片,可应用于疾病模型分析、新药开发研究、化妆品检测等的检测分析。

自研“毛细血管器官芯片”样例

 

“在内窥镜、微针贴片、混合微针、青光眼导流钉、雾化器、质谱仪等生物医疗赛道,我们都建立了大量的研发合作和创新赋能。”邢羽翔提到,摩方精密以技术为产品创新、行业发展赋能主要有三种方式:

 

与行业前沿企业建立战略合作

“通过与行业前沿企业建立战略合作,摩方精密抓住后端实际需求,打造联合实验室的研发平台和市场化合作,加速超高精密3D打印技术应用落地。”例如在质谱仪、牙齿贴面等赛道与企业签署战略合作,联合组建联合实验室平台,加速产品化及市场化进程。

 

携手政府支持,产学研合作一体

“通过与政府、高校、科研机构推广技术落地,我们也在探索更多元的合作形式,比如建立‘共享服务平台’。”高校方面,与北大南昌院建立精密增材制造技术联合实验室,拓展微纳能源应用;与北京理工大学重庆创新中心联合获批国家重点研发计划“科技型中小企业技术创新应用示范项目”等等。

 

“共享服务平台”的理念被摩方精密广泛应用在产学研共建中。此前,摩方精密与重庆两江新区合作打造“明月湖超高精密增材研究院”的创新公共服务平台,将高精密3D打印技术以及其他高精密技术,开放性地提供给国内乃至全球的企业及院校使用,大大降低新技术使用门槛。同时,技术共享将反哺摩方精密,与多家科研院联合攻关下一代精密打印材料、工艺以及相关应用。

 

自有品牌研讨活动

“年内,摩方精密在全球范围内举办一系列研讨会、先进制造研讨会等多类交流活动,将自身品牌打造成为行业内的技术交流合作、共识形成、力量凝聚的平台。”

 

“下一站”——技术赋能型平台公司

在对于摩方精密的品牌打造、战略赋能的分析中,邢羽翔多次重复提及的一个词是“平台”。

 

中国人民大学数字经济研究中心执行主任程华在分析“实体经济与数字经济融合”的文章中曾经提到,“赋能是平台型企业的生存方式和内在冲动。”这一逻辑并不适用于早期的摩方精密——一个技术研发驱动的前沿制造业、一类高技术壁垒的实体经济。但在分析中我们看到,摩方精密正在自发地构建一个以技术赋能行业的平台型企业。

 

其内驱力在哪里?

 

也许是摩方精密官网上“秉承将3D打印转变为真正的精密快速成型及直接生产制造”的愿景。邢羽翔的答案是“摩方精密希望最终过渡成为技术赋能性平台公司”。

 

更有可能的是,作为领先全球的前沿技术,摩方精密所在的高精度3D打印赛道仍显荒芜,潜在空间广阔,但急需培育市场的“开垦者”。

 

做“开荒者”,也做“开垦者”,最终成长为行业引领者,这一路径已在无数赛道被验证。最终,市场空间有多大,要看“开垦者”如何拓展赛道边界、如何搭建起创新与内卷并存的生态圈。