如今在新聞中，我們幾乎每天都能看到3D打印技術(shù)（又稱增材制造）在醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展。例如科學(xué)家們正在探索使用3D打印技術(shù)制造微型機(jī)器人，在人體內(nèi)輸送藥物；打印包含毛囊和汗腺的人造皮膚用于移植；甚至用活體細(xì)胞為材料，打印人類的各個(gè)器官。

更令人興奮的是，很多技術(shù)不再是設(shè)想，而是已經(jīng)得到了實(shí)際應(yīng)用。中國(guó)一家醫(yī)院為一位在工作中受傷的男性完成3D打印肘關(guān)節(jié)移植。威爾士外科醫(yī)生使用3D打印機(jī)修復(fù)了一位患者的面部骨骼。美國(guó)一家醫(yī)院利用3D打印技術(shù)制造支架，撐開嬰兒堵塞的呼吸道。

實(shí)際上，3D打印早已在健康領(lǐng)域中發(fā)揮重要的作用。其中典型的例子是牙科，如今每天有超過19,000件牙冠和牙橋通過3D打印技術(shù)制造。每年3D打印機(jī)制造的牙齒矯正器達(dá)到1,700萬個(gè)。3D打印給聽力醫(yī)學(xué)更是帶來了顛覆性的影響，美國(guó)90%的定制型助聽器通過3D打印制造。

《沃勒斯報(bào)告2014》顯示，在全球提供3D打印設(shè)備、材料和服務(wù)的公司中，14%的收入來自于醫(yī)療領(lǐng)域。此外，3D成像、掃描、設(shè)計(jì)和造模等輔助服務(wù)也在快速發(fā)展，形成一個(gè)完整的3D打印生態(tài)系統(tǒng)。

3D打印為何能在醫(yī)療領(lǐng)域大行其道？

首先很多疾病和傷痛都源于生物力學(xué)問題，比如骨折、關(guān)節(jié)老化以及脊椎錯(cuò)位變形等。過去這類問題很難治愈，原因在于每個(gè)人的生理構(gòu)造都獨(dú)一無二，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的外部裝置無法解決每個(gè)人的問題。3D打印出來的產(chǎn)品則完美解決了這個(gè)問題，它完全符合每個(gè)人的身體構(gòu)造，此外它還大大降低了定制化的成本，讓大規(guī)模定制化這一看似矛盾的概念成為可能。

其次，一些結(jié)構(gòu)靈活、半固定或可被人體吸收的人工構(gòu)造，比如關(guān)鍵器官的瓣膜、血管等，難以通過傳統(tǒng)的方法制造出來。而3D打印技術(shù)則可以解決這個(gè)問題。

最后，3D打印繞開了復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施和物流問題。只要將設(shè)計(jì)好的圖樣發(fā)送到打印終端，3D打印機(jī)就能在離醫(yī)院較近的距離內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)。這對(duì)物流渠道不發(fā)達(dá)的新興市場(chǎng)，以及處在邊遠(yuǎn)地區(qū)的人群來說是一個(gè)巨大的福音。

盡管3D打印應(yīng)用的益處頗多、前景廣闊，但它仍面臨著很多不確定性和風(fēng)險(xiǎn)，未來它將改變整個(gè)醫(yī)療市場(chǎng)的格局，還是僅活躍于小范圍利基市場(chǎng)呢？

通過分析，我們認(rèn)為3D打印醫(yī)療產(chǎn)品的市場(chǎng)收入將在2020年達(dá)到50億美元的規(guī)模。而目前3D打印的“殺手級(jí)應(yīng)用”——那些能吸引醫(yī)療人員拋棄舊技術(shù)，并且傳統(tǒng)方法無法企及的產(chǎn)品——還寥寥無幾。目前唯一能稱得上殺手級(jí)應(yīng)用的就是口腔校正器，未來它將成為3D打印市場(chǎng)的主要增長(zhǎng)領(lǐng)域。如果沒有其他殺手級(jí)應(yīng)用的出現(xiàn)，那么3D打印產(chǎn)品在短期內(nèi)的發(fā)展規(guī)模有限。

然而在5-10年的中長(zhǎng)期內(nèi)，我們認(rèn)為口腔科產(chǎn)品，例如填充材料、細(xì)胞培養(yǎng)物和軟組織產(chǎn)品將獲得不可小視的市場(chǎng)份額。由于生物醫(yī)療公司在這方面積極地投入到產(chǎn)品研發(fā)和快速成型，3D打印產(chǎn)品可能在長(zhǎng)期獲得非常迅速的發(fā)展，尤其是細(xì)胞組織工程、藥物學(xué)創(chuàng)新和微流體芯片等產(chǎn)品的市場(chǎng)應(yīng)用。

未來孕育在平臺(tái)中

盡管3D打印被視為一種快速原型的創(chuàng)新工具，但實(shí)際上這項(xiàng)技術(shù)的最大潛力蘊(yùn)藏在工業(yè)終端產(chǎn)品中。今天幾家設(shè)備制造商占據(jù)了市場(chǎng)的主導(dǎo)地位，Stratasys和3D Systems這兩家就占據(jù)了市場(chǎng)75%的份額，此外市場(chǎng)中還有35家左右的小型企業(yè)。目前這些企業(yè)的商業(yè)模式主要集中在銷售打印機(jī)、打印材料和提供服務(wù)。未來那些建立平臺(tái)，吸引其他公司共同打造3D打印生態(tài)系統(tǒng)的企業(yè)才能獲得真正的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

顯然投資者和企業(yè)也意識(shí)到了這一點(diǎn)。我們對(duì)2011年以后獲得投資的約200家企業(yè)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)其中大部分投資流向了與打印過程相鄰的領(lǐng)域，包括設(shè)計(jì)服務(wù)、軟件方案、3D成像和掃描等。與蘋果和谷歌建立強(qiáng)大的移動(dòng)應(yīng)用平臺(tái)一樣，如果3D打印企業(yè)能建立起完善的技術(shù)平臺(tái)和統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，將設(shè)計(jì)、成像服務(wù)提供者、硬件和應(yīng)用開發(fā)商聚攏到一起，它們才能占據(jù)市場(chǎng)的統(tǒng)治地位。未來掌握在平臺(tái)提供者而非設(shè)備制造商手中。

應(yīng)用的障礙

與任何新興技術(shù)一樣，3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用也面臨著幾個(gè)基本的障礙。首先是材料科學(xué)的限制。目前在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，3D打印使用的材料選擇有限，主要有高性能聚合物、金屬和生物墨水（包含活體細(xì)胞）三種。這主要受限于我們對(duì)3D打印過程給材料和產(chǎn)品特性帶來的影響和變化還知之甚少。例如打印過程是否會(huì)導(dǎo)致材料發(fā)生變異？人體對(duì)3D打印材料有何反應(yīng)？企業(yè)應(yīng)遵循什么樣的材料標(biāo)準(zhǔn)？我們目前還無法完全回答這些問題。然而隨著企業(yè)加強(qiáng)對(duì)打印流程的監(jiān)測(cè)，政府和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，材料數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，以及臨床實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的累積，3D打印的材料技術(shù)也會(huì)趕上傳統(tǒng)制造的水平。

3D打印機(jī)和原材料較高的成本也會(huì)為應(yīng)用帶來一定阻力。目前工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)一般售價(jià)在幾十萬美元，高端打印系統(tǒng)售價(jià)高達(dá)200萬美元。此外，打印材料的售價(jià)也不菲，例如一般生產(chǎn)流程所用聚合物的成本為2-3美元/千克。而3D打印使用的聚合物售價(jià)每千克高達(dá)數(shù)百美元。隨著新材料的不斷引入以及制造規(guī)模的擴(kuò)大，3D打印的成本有望持續(xù)降低。

目前醫(yī)療人員、保險(xiǎn)提供商和患者大多對(duì)3D打印技術(shù)持觀望態(tài)度，他們期待看到3D打印產(chǎn)品性能大幅超越現(xiàn)有產(chǎn)品。例如，人們對(duì)定制植入物的價(jià)值還爭(zhēng)論不休，由于大部分廠家可以提供不同尺寸的產(chǎn)品，這種半定制服務(wù)已經(jīng)可以滿足大部分患者的需求。但隨著3D打印技術(shù)在更廣闊的范圍內(nèi)證明自己的價(jià)值，消費(fèi)者的態(tài)度也許會(huì)快速轉(zhuǎn)變。

醫(yī)療企業(yè)如何迎接3D打??？

醫(yī)療企業(yè)應(yīng)如何迎接3D打印技術(shù)的發(fā)展和顛覆趨勢(shì)？我們認(rèn)為以下幾個(gè)步驟可以幫助企業(yè)從3D打印大潮中捕捉更大的價(jià)值。

做好戰(zhàn)略預(yù)測(cè)。企業(yè)需要對(duì)未來可能發(fā)生的情景（2020、2025和2030）進(jìn)行戰(zhàn)略性預(yù)測(cè)，準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)3D打印技術(shù)對(duì)企業(yè)產(chǎn)品和商業(yè)模式帶來的沖擊（見下圖）。我們認(rèn)為，3D打印產(chǎn)品的發(fā)展將保持較為穩(wěn)定的速度，然而殺手級(jí)應(yīng)用的出現(xiàn)會(huì)引領(lǐng)一波爆發(fā)式的增長(zhǎng)。類似的情景曾在牙齒矯正器市場(chǎng)上演，3D打印產(chǎn)品讓醫(yī)生快速拋棄了傳統(tǒng)的金屬矯正器。做好戰(zhàn)略預(yù)測(cè)能讓企業(yè)對(duì)意料之外的顛覆做好準(zhǔn)備，辨認(rèn)應(yīng)用的障礙，并快速采取應(yīng)對(duì)措施。

系統(tǒng)性地評(píng)估應(yīng)用價(jià)值。企業(yè)應(yīng)拓寬思路，仔細(xì)評(píng)估如何利用3D打印技術(shù)提升療效，加速治療和康復(fù)過程，或滿足之前無法滿足的患者需求。同時(shí)他們應(yīng)對(duì)產(chǎn)品和供應(yīng)鏈進(jìn)行分析，計(jì)算3D打印在材料節(jié)省、勞動(dòng)力和模具等方面帶來的成本節(jié)約。

開始試驗(yàn)。企業(yè)不妨投資一臺(tái)3D打印機(jī)，看看它如何改善產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程。新的工具能激發(fā)人們以不同方式進(jìn)行思考。在設(shè)計(jì)流程中，企業(yè)應(yīng)大膽設(shè)想那些傳統(tǒng)制造業(yè)無法完成的創(chuàng)新方案。

考慮進(jìn)行并購(gòu)或戰(zhàn)略合作。時(shí)刻關(guān)注創(chuàng)新領(lǐng)域，評(píng)估商業(yè)創(chuàng)新在技術(shù)上成功的可能性，以及它們進(jìn)入市場(chǎng)的潛力。值得注意的是，企業(yè)進(jìn)行并購(gòu)和結(jié)成戰(zhàn)略合作伙伴的機(jī)會(huì)窗口正在不斷縮小，領(lǐng)先的企業(yè)已經(jīng)在這一領(lǐng)域投入重金。例如，化妝品公司歐萊雅就與Organovo合作，開發(fā)3D打印的皮膚組織。而強(qiáng)生公司正在與Tissue Regeneration System公司合作，研發(fā)定制化的、可被人體吸收的骨骼植入物。要投入3D打印領(lǐng)域，企業(yè)現(xiàn)在就要開始著手能力建設(shè)和籌集資本。

制定戰(zhàn)略。根據(jù)企業(yè)不同的商業(yè)模式，3D打印預(yù)示著機(jī)會(huì)，也隱藏著危機(jī)。醫(yī)療技術(shù)產(chǎn)品從概念到產(chǎn)品的發(fā)展周期一般需要3-5年，而要建立一個(gè)強(qiáng)大的3D打印平臺(tái)可能需要15年的時(shí)間。要保持競(jìng)爭(zhēng)力，明智的企業(yè)現(xiàn)在就需要展開行動(dòng)。

隨著3D打印技術(shù)加速發(fā)展，它將在制造領(lǐng)域獲得一席之地。而醫(yī)療企業(yè)有機(jī)會(huì)制造出人們前所未見的產(chǎn)品。3D打印技術(shù)有潛力在供應(yīng)鏈、人工和物流等領(lǐng)域?yàn)槠髽I(yè)削減成本。更重要的是，它能大幅提升產(chǎn)品的治療效果以及患者可獲得性。具有先見之明的企業(yè)已經(jīng)開始行動(dòng)，準(zhǔn)備設(shè)計(jì)制造出突破性的產(chǎn)品。企業(yè)今天的行動(dòng)，會(huì)決定它們未來的命運(yùn)。