【专利分析】3D打印人工骨行业研究

3D打印又称增材制造技术，这种思想起源于19世纪末的美国，但是到了20世纪80年代技术才得以发展和推广。在医学领域，随着精准医学、个性化医学的发展，3D打印在骨科也得到广泛的应用。

行业产业链
上游

中游
打印设备

熔融沉积成型（FDM）
光固化成型技术（SLA）
数字光处理（DLP）
三维打印快速成型（3DP）
选择性激光烧结/熔化（SLS/SLM）
激光熔覆成型（LMD）
电子束熔化（EBM）
生物打印


下游

行业市场
2016年全球医疗保健3D打印行业市场规模681百万美元，预计2020年将达1335百万美元，复合年均增长率18.3%。

美国拥有大约40％的医疗保健3D市场，其次是欧洲，亚太地区的市场目前相对较小，但由于需求增长，成本降低和政府政策的影响，预计在不久的将来会比美国市场更快地增长，尤其是中国地区。

植入物目前占据市场的最大份额，3D生产的整形外科和颅骨植入物以及牙科修复体将是推动行业市场快速增长的主力。特别是数字化牙科正在带来快速转型。高速桌面打印机非常精确，可为牙冠和正畸模型提供光滑的表面处理，从而减少牙科实验室的需求和成本。

医疗保健3D人工骨打印
创伤类
产品包括支架、接骨板、空心钉、螺钉、髓内钉等

关节类
产品包括髋臼系统、股骨柄、修正系统等

脊柱类
产品包括脊柱固定器，颈椎/胸椎/胸腰前路固定系统，颈椎后路内固定系统

3D打印人工骨专利分析-申请趋势

从图中可以看出，我国开始有3D打印人工骨行业，从2009年开始有相关技术的专利申请，之后几年，申请量一直保持缓慢增长，2012年以后开始出现增长迅速，行业进入成长期。与欧美发达国家相比，起步要晚多年。
（注：2018年出现突降，主要因为统计时间未满一年，同时因专利申请公布时间有所滞后，对2017年数据也产生一定影响。）

专利类型及有效性
从申请的专利类型来看，86%的为发明专利，其次是实用新型，占比14%，此数据可以反映出该3D打印人工骨技术以创新发明为主。

通过对发明专利的有效性分析，发现目前处于审中状态的居多，占总发明专利的58%，有效专利仅占29%，由此也可以看出，我国3D打印人工骨方面的专利申请主要集中在近几年。

重要专利申请人及发明人

通过对专利申请人分析，高校研究院所是国内目前3D打印领域最主要的参与者，主要以华南理工大学、上海交通大学、西安交通大学、吉林大学等高校为主。

申请数量较多的发明人分别是华南理工大学的杨永强，西安交大的李涤尘、王玲，及西北工业大学的汪焰恩，此几位重要发明人基本都是机械工程专业背景，可以看出此行业明显的特征是医工结合。

聚类分析
通过对检索去噪后的专利进行技术标引和聚类分析，目前3D打印人工骨制备以金属、陶瓷、高分子（包括天然高分子）及其复合材料为主，其中金属（含钛基材料）占比最高，其次是陶瓷复合材料和高分子材料。

3D打印人工骨技术起源较早，但在国内也是近几年成为医疗健康领域研究的热点之一。目前，3D打印技术的研究仍以学院派为主，代表机构有华南理工大学、上海交通大学、西安交通大学、吉林大学等高校。从使用的材料来看，目前主要是金属、陶瓷和高分子，其中金属在椎体和椎体融合器方面应用较多，陶瓷在支架及骨修复方面应用比较多，高分子材料多与陶瓷复合应用。

来源：南太湖技银