3D列印是這個時代製造業最具顛覆性的技術，目前中國已經把3D列印作為《中國製造2025》的發展重點。2017年，國家發改委、工信部、教育部等12部門聯合釋出《增材製造產業發展行動計劃（2017-2020）》，確定了四大領域成為3D列印應用重點，醫療就是其中之一。

2019年中國3D列印市場規模已接近30億元，而醫療3D列印應用所佔市場份額已達到12.3%，僅次於航空航天、汽車和機械行業，位居第四。

3D列印術前模型採用3D列印計算機輔助手術“個性化”治療方案是利用CT影象、計算機三維重建、快速成型構建患病部位模型和三維手術設計模擬技術，在術前能多視角觀察，使患病器官能更完整、直觀、立體地展現出來，準確評估病症。

（1） 心臟模型

2019年，空軍軍醫大學西京醫院心血管外科成功實施亞洲首例3D列印指導下的經導管二尖瓣瓣中瓣置換術。在術前，治療團隊透過CT技術獲取資料，利用3D列印技術製作心臟3D模型，結合預設模型，精準解剖風險評估和手術模擬，進一步明確手術指徵和方案。

(心臟模型3D列印)

（2） 顱骨內血管模型

基於CT掃描重建後的顱骨三維體資料，利用骨骼化演算法提取顱骨內血管，並透過形態學區分主血管與毛細血管的關係，統計分析顱骨中血管的詳細資料，可為後續3D列印顱骨支架提供良好的理論依據。

(顱骨內血管3D列印)

（3） 口腔修復模型

用口腔掃描器或其他3D掃描器得到的牙齒資料所列印的修復模型以及牙齦模型就是口腔修復模型，這是一種將術前虛擬設計的種植體方案精確轉移至患者口內的個性化手術輔助工具。它可以幫助在手術中精確地控制種植體植入的位置、方向、角度甚至深度，輔助醫生的種植體植入，使最終的種植修復與術前的理想設計方案實現統一，有效降低手術風險、縮短治療時間。

(口腔修復模型3D列印)

（1） 義肢

當前3D列印的義肢已完成商業化，不僅能依據肢體尺寸量身定製，甚至能定製個性化圖案及功能。美國紐約的人造義肢公司Unlimited Tomorrow在2019年的國際消費電子展(CES)上展出了一套配備了肌肉感測器和一套人工智慧控制系統，二者相互協同合作，可協助截肢兒童重新恢復抓取物體的能力。

(義肢3D列印)

（2） 骨科植入物

2016年，陸軍軍醫大學附屬一院創傷關節外科團隊攻克了個性化多孔鉭設計、鉭粉製備、3D列印裝置及工藝等一系列具有自主智慧財產權的關鍵技術。2017年完成全球首例個性化3D列印多孔鉭假體植入人工全膝關節置換翻修術，目前已完成27例3D列印多孔鉭臨床試驗研究。同時，透過團隊攻關，製造出了全球第一個電子束3D列印金屬鉭3D印表機，實現了對鉭粉末的3D列印。

(全球第一例個體化3D列印鉭金屬墊塊)

（1） 腦（脊）脊膜補片

當腦膜受損時，透過3D列印技術快速列印成型對應的腦膜，貼在大腦的受損處，令腦細胞自動生長延伸，連線受損部位形成新生組織。廣州邁普公司開發的“睿膜”，是世界上第一個生物3D列印的生物可吸收硬腦（脊）膜，併成功實現產業化和商品化。它被譽為世界上最接近自體、修復效果最理想的生物可吸收硬腦（脊）膜。

(“睿膜”的應用過程)

（2） 人造面板修復體

多倫多大學（UOT）的一個研究小組在《LabonaChip》（晶片實驗室）期刊上，發表了一篇題為《手持式面板印表機：原位形成平面生物材料和組織》的文章，文正介紹了一種新的3D生物列印裝置。這種手持式3D生物印表機該技術有望為大面積燒傷患者實現面板修復與治癒。

它使用薄紙和特殊的生物墨水，可以改善組織的再生；將組織片放置在傷口區域的特定部位，形成有效再生受損面板的基部，最後生物墨水材料沿著每張薄頁紙的內部以垂直條紋執行，從而使面板傷口癒合。

(人造面板修復3D列印)

中國科學院院刊將器官晶片定義為一種在晶片上構建的器官生理微系統，以微流控晶片為核心，透過與細胞生物學、生物材料和工程學等多種方法相結合，在體外模擬構建包含有多種活體細胞、功能組織介面、生物流體和機械力刺激等複雜因素的組織器官微環境，反映人體組織器官的主要結構和功能體徵。

目前科學家們已經為所有器官建立了工作模型，包括肝臟、肺，甚至是女性生殖系統。大連理工大學的研究團隊研發出了一種晶片系統，該晶片系統由多種模組自上而下依次疊加構成，集成了腸、血管、肝、腫瘤、心、肺、肌肉和腎等細胞或組織，並有“消化液”，“血液”和“尿液”貫穿其中。

(人體器官晶片3D列印)

2019年4月，以色列特拉維夫大學對外宣佈：他們使用3D生物列印技術打印出世界第一個可移植心臟！這是人類史上第一次成功地設計並打印出完整的心臟，包括細胞、血管、心室和心房。

整個列印過程包括了提取患者脂肪細胞，分離細胞材料，將細胞重新程式設計為有效多功能幹細胞和分化心臟細胞或血管內皮細胞，細胞外基質，以及一個三維的外大分子網路，例如膠原蛋白和糖蛋白。

所有材料再被加工成一個個體化的水凝膠，作為印表機的生物墨水來使用，用於列印病人特有的，與其血管相容的心臟補片，或者是一個完整的心臟。預計今年將透過該技術完成對動物的心臟移植。

(人工心臟3D列印)

當前3D生物列印已跨過第一、第二階段，在醫療模型、診療器械、康復輔具、假肢、牙齒及人工關節等方面催生出了一個產業鏈雛形。北美市場已有超過10萬個3D列印髖關節植入物的術後測評結果，已實現為每例患者進行量體裁衣，制定個體化治療方案，將使患者獲得最大的益處。

然而3D生物列印在技術層面上仍然有幾大限制：

① 需要更多功能性、細胞友好型的生物墨水用於列印；

②需要更好的工藝與印表機，製造高存活率和高精度兼顧的模型；

④需要藉助微流控技術來製造更長期的生理模擬系統。

中國政府也正加快解決3D生物列印技術應用面臨的標準化問題，2020年3月5日，國家標準委等6部門聯合印發了《增材製造標準領航行動計劃（2020-2022年）》，將行動目標確定為到2022年，基本建立3D列印新型標準體系：

①3D列印專用材料、工藝、裝置、軟體、測試方法、服務等領域“領航”標準數量達到80-100項，形成一大批具有競爭性、引領性的團體標準，充分發揮對3D列印技術創新和產業發展的引領作用。

②推動2-3項中國優勢3D列印技術和標準制定為國際標準，3D列印國際標準轉化率達到90%，3D列印標準國際竟爭力不斷提升。

我們相信未來中國3D生物列印技術難題的攻克以及新型標準體系的建立，將全力推動國內醫療行業的加速發展！

鉑力特營業利潤領先

雖然與美國Stratasys公司、美國3D Systems公司、德國EOS等老牌3D列印巨頭相比，中國3D列印企業競爭實力仍有較大差距。但是隨著中國政府對於3D產業的政策支援力度不斷加大，以及企業對於3D列印技術的不斷研發，市場應用程度不斷深化。3D列印已成為國內各大企業爭相投資的熱點。

2019年部分國內3D列印上市公司營業收入中，先臨三維營業收入達4.56億元，位於先臨三維、峰華卓立、嘉一高科、中丹建業、鉑力特五家3D列印上市公司收入首位。其次為鉑力特，收入達3.22億元。

營業利潤方面，2019年部分國內3D列印上市公司營業利潤中，最高的為鉑力特，實現6152.74萬元。鉑力特來自中國西安，是中國的金屬3D列印龍頭廠商，於2019年在科創板上市，成為首批科創板的上市企業之一。營業收入最高的先臨三維營業利潤反而最低，虧損1.38億元。先臨三維於2014年8月8日在新三板掛牌，是中國三維數字化與3D列印行業第一股。

鉑力特全產業鏈領跑

從業務結構來看，西安鉑力特公司產品包括3D列印裝置及配件(自研)、3D列印定製化產品、3D列印原材料、3D列印技術服務等。其中，3D列印定製化產品是企業營業收入的主要來源。2019年西安鉑力特3D列印定製化產品收入達1.74億元，佔比54.13%。先臨三維公司產品包括自研3D掃描器、3D印表機、3D列印服務等，其中自研3D掃描器和自研3D印表機收入佔比最高，分別為48.99%和20.12%。

對比可知，鉑力特產品結構相對全面，業務範圍涵蓋金屬3D列印服務、裝置、原材料、工藝設計開發、軟體定製化產品等，構建了較為完整的金屬3D列印產業生態鏈。

產品銷售區域方面，先臨三維公司境內銷售佔主要份額，達到2.72億元，佔比59.69%;境外銷售達1.84億元，佔比40.31%。先臨三維公司業務領域已經覆蓋美洲、歐洲、東南亞、中東、澳洲等60多個國家或地區。公司進一步深入實施國際化戰略，德國、美國子公司已投入運營，並積極透過吸收國際先進技術力量來充實公司核心技術競爭力，為海外使用者提供有保障的產品和服務。

西安鉑力特公司業務領域同樣覆蓋海內外，2019年公司產品銷售區域分佈中，西安鉑力特公司境外銷售達73.76萬元，佔比0.23%，相對於先臨三維公司，境外銷售較少。西安鉑力特公司3D列印產品主要向國內華東、華北區域銷售。

2020年，3D列印技術在新冠疫情期間發揮重要作用，同時隨著中國對3D列印產業的不斷重視，中國3D列印企業之間競爭也逐漸加強，不斷在各自擅長的領域進一步發展。

2020年2月24日，鉑力特公司增材製造的零件已經批次應用於各型軍民用飛機、先進戰機、無人機、高推比航空發動機、新型導彈和衛星等國家重點工程，軍事應用領域逐步拓展。

2020年5月28日，先臨三維與美國Stratasys公司 聯合推出3D列印行業首個Ful-color 3D全綵系列解決方案(簡稱 Ful-color)，技術進一步創新。

3D列印產業鏈涉及到很多環節，包括3D印表機裝置製造商、3D模型軟體供應商、3D印表機服務商和3D列印材料的供應商。因此，圍繞3D列印的產業鏈，構建了全產業鏈的西安鉑力特公司相對於國內其他企業具有優勢。