【專利分析】3D打印人工骨行業(yè)研究

3D打印又稱增材制造技術(shù)，這種思想起源于19世紀(jì)末的美國，但是到了20世紀(jì)80年代技術(shù)才得以發(fā)展和推廣。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，隨著精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)、個(gè)性化醫(yī)學(xué)的發(fā)展，3D打印在骨科也得到廣泛的應(yīng)用。

行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈
上游

中游
打印設(shè)備

熔融沉積成型（FDM）
光固化成型技術(shù)（SLA）
數(shù)字光處理（DLP）
三維打印快速成型（3DP）
選擇性激光燒結(jié)/熔化（SLS/SLM）
激光熔覆成型（LMD）
電子束熔化（EBM）
生物打印


下游

行業(yè)市場
2016年全球醫(yī)療保健3D打印行業(yè)市場規(guī)模681百萬美元，預(yù)計(jì)2020年將達(dá)1335百萬美元，復(fù)合年均增長率18.3%。

美國擁有大約40％的醫(yī)療保健3D市場，其次是歐洲，亞太地區(qū)的市場目前相對(duì)較小，但由于需求增長，成本降低和政府政策的影響，預(yù)計(jì)在不久的將來會(huì)比美國市場更快地增長，尤其是中國地區(qū)。

植入物目前占據(jù)市場的最大份額，3D生產(chǎn)的整形外科和顱骨植入物以及牙科修復(fù)體將是推動(dòng)行業(yè)市場快速增長的主力。特別是數(shù)字化牙科正在帶來快速轉(zhuǎn)型。高速桌面打印機(jī)非常精確，可為牙冠和正畸模型提供光滑的表面處理，從而減少牙科實(shí)驗(yàn)室的需求和成本。

醫(yī)療保健3D人工骨打印
創(chuàng)傷類
產(chǎn)品包括支架、接骨板、空心釘、螺釘、髓內(nèi)釘?shù)?br />

關(guān)節(jié)類
產(chǎn)品包括髖臼系統(tǒng)、股骨柄、修正系統(tǒng)等

脊柱類
產(chǎn)品包括脊柱固定器，頸椎/胸椎/胸腰前路固定系統(tǒng)，頸椎后路內(nèi)固定系統(tǒng)

3D打印人工骨專利分析-申請趨勢

從圖中可以看出，我國開始有3D打印人工骨行業(yè)，從2009年開始有相關(guān)技術(shù)的專利申請，之后幾年，申請量一直保持緩慢增長，2012年以后開始出現(xiàn)增長迅速，行業(yè)進(jìn)入成長期。與歐美發(fā)達(dá)國家相比，起步要晚多年。
（注：2018年出現(xiàn)突降，主要因?yàn)榻y(tǒng)計(jì)時(shí)間未滿一年，同時(shí)因?qū)＠暾埞紩r(shí)間有所滯后，對(duì)2017年數(shù)據(jù)也產(chǎn)生一定影響。）

專利類型及有效性
從申請的專利類型來看，86%的為發(fā)明專利，其次是實(shí)用新型，占比14%，此數(shù)據(jù)可以反映出該3D打印人工骨技術(shù)以創(chuàng)新發(fā)明為主。

通過對(duì)發(fā)明專利的有效性分析，發(fā)現(xiàn)目前處于審中狀態(tài)的居多，占總發(fā)明專利的58%，有效專利僅占29%，由此也可以看出，我國3D打印人工骨方面的專利申請主要集中在近幾年。

重要專利申請人及發(fā)明人

通過對(duì)專利申請人分析，高校研究院所是國內(nèi)目前3D打印領(lǐng)域最主要的參與者，主要以華南理工大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)、吉林大學(xué)等高校為主。

申請數(shù)量較多的發(fā)明人分別是華南理工大學(xué)的楊永強(qiáng)，西安交大的李滌塵、王玲，及西北工業(yè)大學(xué)的汪焰恩，此幾位重要發(fā)明人基本都是機(jī)械工程專業(yè)背景，可以看出此行業(yè)明顯的特征是醫(yī)工結(jié)合。

聚類分析
通過對(duì)檢索去噪后的專利進(jìn)行技術(shù)標(biāo)引和聚類分析，目前3D打印人工骨制備以金屬、陶瓷、高分子（包括天然高分子）及其復(fù)合材料為主，其中金屬（含鈦基材料）占比最高，其次是陶瓷復(fù)合材料和高分子材料。

3D打印人工骨技術(shù)起源較早，但在國內(nèi)也是近幾年成為醫(yī)療健康領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。目前，3D打印技術(shù)的研究仍以學(xué)院派為主，代表機(jī)構(gòu)有華南理工大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)、吉林大學(xué)等高校。從使用的材料來看，目前主要是金屬、陶瓷和高分子，其中金屬在椎體和椎體融合器方面應(yīng)用較多，陶瓷在支架及骨修復(fù)方面應(yīng)用比較多，高分子材料多與陶瓷復(fù)合應(yīng)用。

來源：南太湖技銀