高精密3D打印技術(shù)在醫(yī)用內(nèi)窺鏡行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用

    隨著醫(yī)用內(nèi)窺鏡在醫(yī)療診斷和治療的廣泛應(yīng)用，內(nèi)窺鏡精密微型化、集成化和定制化、一次性使用等特點(diǎn)將成為未來行業(yè)發(fā)展趨勢。醫(yī)療器件精密微型化趨勢，同時也給研發(fā)、加工制造帶來了巨大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

行業(yè)背景

隨著世界老齡化趨勢加深和環(huán)境問題日趨嚴(yán)峻，消化道、呼吸道等疾病的發(fā)病率不斷提高，內(nèi)窺鏡檢查的需求也越來越多。醫(yī)用內(nèi)窺鏡技術(shù)憑借診療精準(zhǔn)性高，創(chuàng)傷小，不易感染，術(shù)后恢復(fù)快和近乎無疤痕等特點(diǎn)受到醫(yī)學(xué)界的廣泛關(guān)注，也是全球醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)中增長最快的產(chǎn)品之一。目前，我國約90%的醫(yī)療機(jī)構(gòu)已開展內(nèi)窺鏡下的微創(chuàng)診療項(xiàng)目，在消化內(nèi)科、呼吸科、耳鼻喉科、腹部外科、泌尿外科、肛腸科、骨外科、胸腔心血管外科、神經(jīng)外科、婦科等科室得到大規(guī)模推廣應(yīng)用。

我國醫(yī)用內(nèi)窺鏡企業(yè)主要集中于珠三角、長三角地帶，產(chǎn)業(yè)增長潛力巨大。但國內(nèi)內(nèi)窺鏡行業(yè)由于起步較晚，國產(chǎn)內(nèi)鏡廠商在核心技術(shù)與關(guān)鍵器件研發(fā)方面與國外廠商相比仍有較大差距，產(chǎn)品集中于中低端，且以單一產(chǎn)品生產(chǎn)為主，缺乏產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同優(yōu)勢，研發(fā)實(shí)力、銷售能力、售后服務(wù)能力和海外內(nèi)窺巨.頭企業(yè)還有一定差距，因而無論是軟性內(nèi)窺鏡市場還是硬性內(nèi)窺鏡市場，現(xiàn)階段所占據(jù)的*均較小。近年來，在醫(yī)療器械整體高速發(fā)展的良好外部環(huán)境和國家政策的大力支持下，我國醫(yī)用內(nèi)窺鏡企業(yè)越來越重視自主創(chuàng)新，研發(fā)投入逐年增加，技術(shù)水平不斷提升，國產(chǎn)內(nèi)鏡品牌的國際競爭力日益增強(qiáng)。

相對于工業(yè)內(nèi)窺，醫(yī)用內(nèi)窺鏡技術(shù)壁壘的較高，我國醫(yī)用內(nèi)窺鏡行業(yè)發(fā)展起步相對較晚，創(chuàng)新體系尚不完善，在技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、品牌、創(chuàng)新研發(fā)和生產(chǎn)能力等方面都面臨國外企業(yè)的巨大挑戰(zhàn)。目前，國內(nèi)公司都在致力于自主創(chuàng)新微型精密化內(nèi)窺鏡，在醫(yī)用內(nèi)窺鏡精密光學(xué)系統(tǒng)和精密機(jī)械系統(tǒng)等關(guān)鍵器件與核心技術(shù)領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。為了減少病患者的疼痛感和提高患者使用體驗(yàn)，以及在診治方面更好的推廣醫(yī)用內(nèi)窺鏡技術(shù)，微型化和定制化也將成為未來醫(yī)用內(nèi)窺鏡重點(diǎn)發(fā)展的方向之一。

市場概況

2017年全球醫(yī)用內(nèi)窺鏡市場已達(dá)350億美元，預(yù)計到2019年，規(guī)模將達(dá)400億美元，年均復(fù)合增長率為7.72%。美國、歐洲、日本等是內(nèi)窺鏡的主要消費(fèi)市場，在這些發(fā)達(dá)國家，內(nèi)窺鏡應(yīng)用非常成熟和廣泛。隨著內(nèi)窺鏡技術(shù)的推廣和普及以及醫(yī)療水平的提高，中國、印度、巴西等發(fā)展中國家市場需求也在快速增長。內(nèi)窺鏡技術(shù)已成為繼IVD、心血管診斷、影像、骨科和眼科之后*最大的醫(yī)療技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計，2017我國醫(yī)用內(nèi)窺鏡市場規(guī)模已達(dá)約200億元，年復(fù)合增長率高達(dá)25.7%，中國內(nèi)窺鏡市場規(guī)模預(yù)測在2019年將達(dá)到246億元。

內(nèi)窺鏡是集光學(xué)、電子、結(jié)構(gòu)、材料等綜合學(xué)科技術(shù)為一體的器械，技術(shù)壁壘*，尤其是軟性內(nèi)窺鏡，軟性內(nèi)窺鏡市場基本被日本的奧林巴斯、富士膠片、賓得等企業(yè)壟斷，*超90%以上，其中奧林巴斯*超過70%。之前國內(nèi)內(nèi)窺鏡市場基本上被日本和歐美企業(yè)壟斷，隨著國內(nèi)對醫(yī)療內(nèi)窺鏡行業(yè)的重視，已涌現(xiàn)出深圳開立和上海澳華等行業(yè)具有競爭力的企業(yè)逐漸占據(jù)了國內(nèi)外部分高中低端市場。為了縮小和進(jìn)口技術(shù)及設(shè)備的差距，國內(nèi)企業(yè)正在布局加大產(chǎn)品創(chuàng)新創(chuàng)造力度，并將產(chǎn)品創(chuàng)新列為戰(zhàn)略性方向。

高精密3D打印在醫(yī)用內(nèi)窺鏡行業(yè)的應(yīng)用

隨著微型化和定制化趨勢的到來，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來越小和薄，內(nèi)窺鏡企業(yè)都在致力于尋找相匹配的精密加工方法。對于壁厚小于0.15mm的精密內(nèi)窺鏡端部座，CNC和開模注塑等傳統(tǒng)加工方式成型都比較困難，尤其對于一些深寬比大的薄壁件。

下圖中的內(nèi)窺鏡端部座中的圓管壁厚是70微米，管徑1mm，高度為4mm，精度要求±10~25微米，CNC和開模注塑，很難加工出這樣逼近極限的結(jié)構(gòu)，深圳摩方公司的nanoArch P140設(shè)備約兩個小時就可以加工出高質(zhì)量合格的產(chǎn)品，最快一天內(nèi)可以交付。相類似的壁厚大一點(diǎn)的產(chǎn)品，CNC加工的交期需要1周以上，模具加工的交期需要2周以上。圖中端部座帶有三根壁厚70微米和高度為4mm的圓管道，傳統(tǒng)加工方式需要分別加工三根管道和主體部分然后裝配在一起，非常耗時耗成本，而摩方精密3D打印可以實(shí)現(xiàn)低成本一次性成型，無需組裝。隨之內(nèi)窺鏡微型化的發(fā)展趨勢，目前我們打印過的內(nèi)窺鏡頭端部最小產(chǎn)品直徑大小大概在2mm左右，壁厚在0.01~0.02mm，這種微型化的結(jié)構(gòu)件開模和CNC加工都及其困難，這也是摩方高精密3D打印的技術(shù)價值所在。對于這種需求種類多數(shù)量少的微型高附加值內(nèi)窺鏡，定制化成為了他們的首.選。

目前，深圳摩方已服務(wù)過國內(nèi)、歐美日等地區(qū)的內(nèi)窺鏡企業(yè)，客戶使用摩方精密3D打印技術(shù)，可縮短研發(fā)周期和降低研發(fā)成本以及實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品定制化。