机器人与3D打印植入物结合,怎样实现膝关节置换?

根据3D科学谷的市场研究,CONFORMIS 等创新型骨科医疗器械制造商,凭借3D打印个性化膝关节植入物以及新商业模式进入到了膝关节置换市场,在骨科植入物巨头的竞争环绕之下,成为一股新的增长力量。

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3D打印与骨科植入物白皮书》第三版© 3D科学谷

如今,膝关节置换技术仍在发展当中,并且体现出个性化、精准化医疗的发展趋势。根据3D科学谷的市场观察,美国一家创业型骨科植入物制造商Monogram ,正在通过将主动铣削导航手术机器人与 3D 打印患者匹配型膝关节植入物相结合,为膝关节置换医疗市场提供个性化解决方案。本期,我们就来简单的了解这一技术。

Video cover_Monogram© Monogram

术前规划+机器人+植入物

根据Monogram,他们有望成为第一家将主动铣削导航手术机器人与 3D 打印患者匹配植入物推向市场的公司。他们相信精准植入物是骨科的未来。Monograms 的主要竞争优势将是能够快速、大规模地生产定制的,并以机器人进行植入的骨科植入物。

该系统可以使外科医生能够用合适的植入物和微创手术替换关节,从而有可能降低感染率、脱位和植入物失败的发生率,Monogram希望最终能给患者带来更好的手术结果。

Monogram 在其官网表示,他们的植入物组件已获得 FDA 许可,这些组件将集成到专有的 Monogram 膝关节系统中。Monogram 正在利用这些组件的经过测试和验证的性能,来专注于开发新型胫骨组件和手术机器人技术。

根据侃见科技对于Monogram公司的报道,传统的髋关节和膝关节置换手术的有效率尚有待提升。当今最尖端的关节植入物多为批量生产的,外科医生通过测量关节比例,然后手动放置植入物,再用锯和夹具切掉受影响的骨头。为植入物腾出空间后,外科医生通常会用骨水泥将它们固定到位。随着时间的推移,骨水泥可能会在手术后破裂,导致手术失败,每年有成千上万的患者返回医院进行再手术。

这些问题为医学界所熟知。失败的主要原因包括不稳定、定位不良和水泥破裂。Monogram相信他们可以通过3D映射和3D打印等技术减轻这些问题,这些技术已经帮助解决了医疗领域的其他类似问题。如今,医生和患者正在寻求更加个性化、精确和可靠的植入物解决方案。这就是 Monogram的用武之地。

Knee_Monogram_13D打印植入物系统© Monogram

block 个性化植入物带来更好的手术结果

Monogram的个性化3D打印植入物使用每位患者独特的骨骼结构作为设计模型,制造过程从要重建的关节的CT扫描开始。扫描的数据为AI驱动的术前界面提供助力,术前界面使用的预测算法帮助外科医生从各个角度进行手术规划。然后,制造3D打印植入物,使植入物与患者关节无缝配合。

Knee_Monogram_Software软件©Monogram

Monogram系统的第二个关键技术是手术机器人。在实时虚拟导航的帮助下,机器人遵循术前规划,几乎不需要人工介入,这将有效消除手术本身的人为错误。在手术时,手术机器人首先做一个小切口,然后使用铣刀为骨骼中的空腔进行清除,3D打印植入物紧贴在空腔中,无需骨水泥,Monogram声称这比一般同类产品的稳定性高270%。

Monogram 表示,其技术可以显著减少松动和脱位的情况,从而大大减少重复手术并希望让患者更加满意。

Knee_Monogram_robot3D 打印手术机器人©Monogram

block 机器人和3D打印都在快速扩张的道路上

65 岁以下的患者是全膝关节置换接受者增长最快的人群,预计到 2030 年将占膝关节置换手术的 50% 以上。

在该领域率先进入市场的公司可以在竞争中获得相当大的优势。例如,当今领先的骨科手术机器人的销量是其最大竞争对手销量的12倍,拥有87%的市场份额。

根据报道,目前Monogram是唯一一家开发主动铣削机器人,并用以安装个性化3D打印植入物的公司。

Knee_Monogram_2 3D 打印膝关节植入物© Monogram

简而言之,Monogram在这个正在快速增长的领域,具有率先上市的优势。它采用多管齐下的方法进入市场,以降低风险。

Monogram正在积极开发下一代植入物,与其手术机器人结合,完成整个关节置换集成解决方案的推出。医疗技术的发展方向是个性化、精准化。预计到2030年,量身定制的植入物和骨科手术机器人将成为常态。届时,Monogram 是否能够成为这个瞬息万变的领域的领导者,赋能外科医生为患者提供崭新的医疗方案,让我们拭目以待。

参考来源:

侃见科技《3D打印手术机器人将革新关节置换》;Monogram 官网。

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