美国强生作为全球规模最大，产品多元化的医疗卫生保健品及消费者护理产品生产和服务企业，在3D打印技术的应用方面进行了探索和规划，所涉及的领域包括骨科植入物、手术预规划、药物测试等。

手术导板、植入物、药物测试多管齐下

强生公司已与惠普、Carbon3D、3D Systems、Organovo及Materialise等公司进行3D打印医疗器械领域的合作。

 
图片来源：DePuy Synthes

DePuy Synthes 是强生的子公司，在全球范围内提供全面的整形外科和神经科产品和服务，包括：关节重建、创伤、脊柱、组合运动医学、神经、颅颌面、动力工具和生物材料。DePuy Synthes 已通过3D打印技术生产定制化植入物和手术导板。

Janssen Pharmaceuticals 是强生集团的制药公司，所生产的药品可治疗内科、精神科、神经科、妇科等多个领域的疾病。Janssen 的研发中心已引入Organovo 的生物3D打印人体组织进行新药物测试。

3D打印植入物与手术导板
强生子公司DePuy Synthes 推出了TRUMATCH产品线，产品包括定制化的颅颌面（CMF）外科植入物和手术导板，以及膝关节手术导板。

图片来源：DePuy Synthes

DePuy Synthes 的临床工程师根据病人的CT 扫描数据创建定制化CMF植入物和手术导板。在CMF 领域DePuy Synthes 一个重要的合作伙伴是Materialise 公司，Materialise为DePuy Synthes制造个性化CMF手术导板，并将为DePuy Synthes 供应定制化的颅颌面植入物。这些植入物将通过TRUMATCH CMF Solutions公司在澳大利亚和欧洲（不包括法国）出售。

图片来源：DePuy Synthes

此外，DePuy Synthes的临床工程师通过Materialise公司的ProPlan CMF规划软件在一个虚拟环境中配合医生制订手术前计划、定义植入物的形状、并设计手术导板，然后生成可3D打印的输出文件。

膝关节手术导板也同样是根据患者膝关节部位的CT 数据进行创建。这些器械的创建、制造过程是在DePuy Synthes于3D Systems公司合作下完成的，两家公司已建立了长期合作关系。所有的外科导板设计、与外科医生的沟通和整个产品生命周期管理，是由一个专门的小组来负责。植入物等医疗器械的设计文件经过外科医生批准后，会被传送给3D Systems公司进行打印，然后送回到DePuy Synthes进行最后的组装、杀菌和装运。

定制化设计的植入物能够与病人的解剖结构相匹配，从而减少并发症的发生，手术导板在手术过程中帮助指导医生切骨和准确定位植入物，从而减少手术过程中的不确定性，并减少手术时间。这些定制化的植入物复杂的几何形状往往只有3D打印技术才能够实现。

医疗器械生产走向批量定制化
强生公司在3D打印领域还选择了Carbon 3D和惠普这两家3D打印合作伙伴。2016年，强生公司的子公司强生创新（Johnson & Johnson Innovation）公布了与Carbon 3D在定制化外科手术设备制造方面的合作关系。

据3D科学谷了解，Carbon公司的连续液界面制造（CLIP）技术在打印速度和材料开发方面具有颠覆性。CLIP技术最快可以在不到十分钟内打印完成一个3D对象，而且用CLIP技术制造的3D打印件在经过热固化后其机械性能类似于注塑成型部件。

虽然强生公司并没有过多披露如何使用CLIP 技术的细节，但我们不难想象如果将这项技术用于生产个性化的3D打印手术导板，无疑可以带来更迅速的交货期，让手术预规划与手术实施之间的时间间隔变得更短。当然，生产此类医疗器械的3D打印设备、材料和工艺都需要经过FDA 的批准。

同样在2016年，强生确立了与惠普在3D打印领域的合作关系，双方致力于实现个性化医疗，为患者生产定制化的医疗器械。3D科学谷了解到，惠普公司在介绍其MJF 3D打印技术时曾经表示，该技术可以在3D打印对象中实现导电属性，未来强生公司是否会通过MJF 3D打印机生产嵌入式传感器的个性化医疗产品，让我们保持关注。

生物3D打印与新药研发
新药品在推出市场之前需要经历漫长而严谨的药品测试阶段，Janssen Pharmaceuticals 药品研发中心的药品测试方式包括2D细胞培养、尸体、人体组织和人体临床试验等。3D打印的组织会比现有的2D细胞培养更类似于人类组织，因此可以为药品研发人员提供药物化学成分作用的更准确的信息，从而加快药物研发过程。

图片来源：Janssen Pharmaceuticals

早在2014年Janssen Pharmaceuticals就开始生物3D打印公司Organovo就药物测试领域的合作展开讨论。Organovo主要使用其NovoGen MMX 生物打印机挤出人体组织细胞和水凝胶，形成3D的人体组织。目前Orgaonovo 生产的3D打印肝脏组织和肾脏组织已进入商业化阶段，并应用于药品研发测试阶段中。

强生公司是世界上最具综合性、分布范围最广的卫生保健产品制造商、健康服务提供商。公司创建于1886年，产品畅销于175个国家地区，生产及销售产品涉及护理产品、医药产品和医疗器材及诊断产品市场等多个领域。强生作为一家国际性大型企业，在全球57个国家建立了250多家分公司，拥有11万6千余名员工，总市值高达3238亿美元。

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福特公司使用Carbon3D打印机为其Focus电动车制造弹性体垫圈，这个垫圈主要用于其车身内部，以保护布线免受损坏甚至被车厢里的金属板切断。福特还将这些垫圈与其它3D打印机打印出来的同样产品进行了比较。Carbon3D打印机的打印速度是后者的3倍，而且打印出来的零部件特性更加接近于在实际车辆中使用的材料。此外，福特汽车还使用Carbon3D打印机为他们的Transit Connect打印了减震保险杠部件，大大加快了工程师每次迭代设计的速度。

Carbon3D打印机打印出来的部分机械强度高，就像注塑件。所使用的树脂材料的化学特性具有打印出功能性、耐用部件的性能。福特通过3D打印开发测试自己的树脂，他们已经开发出来一种经过纳米颗粒增强的树脂材料，并且很有希望发明出一种既能导电又能导热，可以用于为未来的汽车制造零部件的树脂材料。

来源：3dprint.com

由于Carbon3D打印机的应用，其工程质量、速度、设计精度、可用材料和可选颜色等方面得到了全面提升，并且节省了时间和金钱。使用CLIP技术制造了一些部件。有些部件比一粒豌豆还小，但是拥有复杂的表面细节。打印出来的物体表面光滑的质量与其几何形状完全匹配，完全没有一般3D打印机打印的那种特有的纹路。该部件不需要进行表面处理，实际上，该3D打印物体表面具有与使用金属模具注成型的物体相同的特性！这使得设计师的双手从清理零件的繁琐工作中解脱出来，能够更多地从事创作工作。

由于Carbon3D的CLIP技术为Legacy Effects的团队带来了新的可能性，现在Legacy Effects已经有能力实现一些更加雄心勃勃的创意项目。Legacy Effects成立于2008年，曾经获得过奥斯卡设计奖项提名。他们曾经为《机器警察》、《环太平洋》、《钢铁侠》系列，和《阿凡达》等经典大片制作过特效。

电影道具市场由于其高度的定制化使得3D打印技术应用到这一领域变得如鱼得水，随着新技术层出不穷的涌现，每一种技术都有着它的优势和劣势，谁能成为电影道具制造领域真正的霸主，这其中价格、速度、精度、尺寸都是制胜的关键。

来源：3dprint.com