中国3D打印骨科植入物专利格局

医疗行业是3D打印技术的重要应用市场,而该技术在骨科植入物制造中的应用又是3D打印在医疗行业中规模最大的应用。根据市场调研机构SmarTech的预测,2016年全球3D打印医疗市场规模达12.29亿美元,其中3D打印植入物市场规模达8.23亿美元;2024年3D打印植入物的医疗市场规模达96.39亿美元,其中3D打印植入物的市场规模达81.2亿美元。

进行3D打印植入物领域的专利布局是企业在这一领域打造竞争壁垒的有效途径,检索了国内企业或科研机构截止2016年7月前所公开的专利申请情况,专利的申请范围包括3D打印关节、脊柱、创伤植入物、骨组织工程支架的制备,以及相关3D打印设备等。

3D打印技术在骨科植入物领域的主要应用

3D打印技术在骨科植入物制造中的应用包括通过SLM(选择性激光熔化) 技术和EBM(电子束熔融)技术进行直接制造,以及通过3D打印铸造模型再进行精密铸造的间接应用。通过国家知识产权局专利库检索的3D打印骨科植入物制造相关专利主要为直接制造技术。

专利申请情况

专利技术领域趋势

截止2016年7月,共检索到我国3D打印骨植入物相关专利169个,包括3D打印骨科植入物设计与制备、骨再生支架的设计与制备、骨科专用3D打印设备等。

数据来源:国家知识产权局专利库

2014年以后,3D打印骨植入物相关专利技术领域数量整体增加明显,从这个角度来讲3D打印在骨科植入物领域的应用进入了快速成长期。

其中,A61 技术领域的专利数量最多,2014年为26个,2015年为61个,2016年(截止7月份)为59个。A61 大类是指医学或兽医学;卫生学。3D打印骨科植入物材料及制备、3D打印组织工程支架相关专利属于此大类,例如:北京大学第三医院申请的 《一种关节融合器》,以及中国人民解放军第三军医大学第一附属医院申请的 《基于3D打印技术的软骨修复系统及其软骨修复方法》等。

专利申请人分布情况

数据来源:国家知识产权局专利库

在169个专利中,排名前十位的申请人为华南理工大学(15个)、吉林大学(12个)、北京大学第三医院(10个)、西安赛隆金属材料有限责任公司(8个)、吴志宏(7个)、上海交通大学医学院附属第九人民医院(6个)、广州市健齿生物科技有限公司(6个)、天津卫凯生物工程有限公司(5个)、中国人民解放军第三军医大学第一附属医院(4个)、中奥汇成科技股份有限公司(4个)。

其中专利申请最为活跃的华南理工大学所申请的专利既包括3D打印植入假体的制造方法又包括骨组织工程支架的制备方法。例如:

一种个性化具有仿生微孔的脊椎植入假体

该专利公开了一种个性化具有仿生微孔的脊椎植入假体及其制造方法,主要包括:基于病患脊椎的CT/MRI扫描原始数据,提取病患目标脊椎模型数据;根据提取出的脊椎模型,于其上模拟植钉路径,并根据脊椎模型形状位置设计假体与之接触的曲面,使两者紧密贴合;用自由曲面将之前生成的上下两曲面包围起来,生成假体外形,并将该假体实体设计为仿生微孔结构;再利用相同的假体外形,加厚生成假体外壳;在CAD中将其假体外壳和假体内部结构组合,得到脊椎植入假体三维CAD数据模型等步骤。该方法通过与金属增材制造相结合,不仅实现个性化植入体的设计及其制造,且能够将多孔结构设计在假体内部,使得骨内细胞容易向假体内部生长,促使病患部位的愈合。

基于3D-Bioplotter打印技术的骨修复多孔复合支架及其制备方法

该专利公开了基于3D-Bioplotter打印技术的骨修复多孔复合支架及其制备方法。该支架由具有三维大孔结构的基体和载药微球复合而成,制备步骤如下:3D-Bioplotter打印出具有规则三维大孔结构的支架基体;乳化溶剂挥发法制备复合六方介孔硅(HMS)、硅酸钙粉体(CS)和PLGA的载药微球;最后通过低温烧结将复合微球固定到基体材料中,制得基于3D-Bioplotter打印技术的骨修复多孔复合支架。该方法将3D打印的多孔支架与具有药物缓释和骨修复效果的PLGA/HMS/CS复合微球结合起来,使支架不仅具有多级孔结构,同时还有良好的载药释药性能和成骨分化能力,能有效促进骨组织的修复和重建。

专利法律状态

南极熊在分析专利时发现,在169个专利中包括未决专利111个,有效专利55个,撤回专利3个。所谓未决专利通常指专利资料递交之后,等待专利机关就递交的专利做出决定的阶段。专利在提起申请之后首先会进入到公开阶段,专利申请被公开一段时间后,专利局会对专利申请进行正式审核,以发明专利为例从申请到授权大约需要3年时间(如直接提出实质性审查则可缩短至1年),也就是说有111个(占65%)3D打印骨科植入物专利的申请时间比较新的。

未来这些专利中有多少可以得到授权,将会产生哪些新的3D打印骨科植入物领域的专利申请,请关注南极熊3d打印网。