根据 Allied Market Research,2016年全球椎间融合器市场价值18.18亿美元,预计到2023年将达到23.09亿美元,复合年增长率为3.4%。
老年人口的增加以及脊髓损伤和运动损伤的发生率增加推动了市场的增长。此外,直接减压神经和进行脊柱重建的手术方式进一步推动了对椎间融合器的需求。然而,椎间融合器的市场发展也面临着一些挑战和制约因素,包括高昂的脊柱融合手术费用,专业技术医生的缺乏,以及使用这些设备的严格法规。
从椎间融合器的制造技术角度上来看,3D打印技术为椎间融合器设计创新带来了新机遇。3D打印椎间融合器产品,可进一步细分为颈椎融合器、胸椎融合器和腰椎融合器。整体来看,相比传统设计,3D打印融合器的普遍优势在于集成了有利于骨融合的多孔结构,以及增强放射成像特性,使融合可视化的开放式设计。
根据3D科学谷的市场观察,全球范围内拥有已上市3D打印椎间融合器产品的公司超过30家。本期,3D科学谷对其中部分3D打印椎间融合器产品进行了盘点。

3D打印在椎间融合领域或独占鳌头
ARIES TC | OSSEUS
OSSEUS 推出了4种3D打印腰椎椎间融合器产品:

来源:OSSEUS
OSSEUS 制造的Aries 椎间融合器,具有专有的多轴网格和优化的微表面拓扑结构,这种设计旨在促进融合。与传统钛合金植入物相比,这类植入物中的点阵结构有助于将植入物的孔隙率提高至80%,而这一特点可提供很好的原位射线可见性。
ARTiC-L | 美敦力
ARTiC-L是美敦力使用TiONIC Technology 3D打印技术制造的首个植入物。该植入物由钛合金材料制成,专为外科医生设计用于经椎间孔腰椎椎间融合术(TLIF)脊柱手术。植入物的3D打印蜂窝设计作用相当于骨传导支架,使骨生长到植入物中,并改善了整个植入物的机械负荷分布。
除了利用TiONIC技术之外,ARTiC-L还可以简化手术流程,仅需一台器械即可进行植入物插入和定位。ARTiC-L系统旨在通过提供高达20度的各种前凸角来促进脊柱的矢状对齐。
TiONIC技术是一种3D打印技术,通过激光熔融方法产生增强的表面纹理。与光滑材料相比,表面纹理已显示出可以增加骨传导性并促进骨骼反应。与传统制造技术不同的是,3D打印技术能够实现更复杂的植入物设计,例如美敦力(Medtronic)最近推出的ARTiC-L(TM)脊柱系统上的蜂窝形状。
CASCADIA™ TL 与 MOJAVE™ PL | K2M
K2M 开发了基于3D打印的植入物制造技术-Lamellar 3D Titanium Technology™, 并通过该技术开发了两种钛合金脊椎融合器产品,一种为腰椎间融合器 CASCADIA™ TL,另一种为可扩展椎间融合器MOJAVE™PL 3D。

可扩展椎间融合器MOJAVE™PL 3D。来源:K2M
K2M的Lamellar 3D Titanium Technology™使用选区激光熔融3D打印方法,创建传统制造技术无法制造的结构,从而可以实现有利于促进骨生长的孔隙率和表面粗糙度。
- 骨长出:K2M 3D打印钛合金植入物表面粗糙度为3–5μm;
- 骨向内生长:3D打印植入物中整合了500μm的纵向通道,与横向窗口结合在一起,形成了相互连接的晶格;
- 放射成像:3D打印植入物固有的孔隙度与专有产品设计相结合,导致总体孔隙率约为70%,有助于提高放射成像性能。
CONDUIT™ Interbody Platform | 强生
强生发布了3D打印脊椎融合器产品组合- CONDUIT ,包括5种不同的脊椎融合器产品,这些产品均采用 EIT Cellular Titanium 3D打印技术制造,该技术来自于强生在2018年9月宣布收购的一家德国脊椎3D打印植入物专业制造商EIT 公司。

来源:强生
EIT 制造的Cellular Titanium种植体采用选区激光熔化3D打印技术制造,植入物中具有开放和互连的多孔结构,有利于促进骨骼生长。2017年,EIT的Cellular Titanium 植入物获得了FDA的510(k)许可。在此之前,该植入物已在全世界超过15个国家的1万个病例中使用。
CONDUIT 植入物的几大特点包括:
- 纳米级表面粗糙度:体外研究表明,与常规钛材料相比,3D打印钛多孔材料具有纳米级特征,显示出增加的成骨细胞附着力;
- 孔隙率达80%,人类松质骨孔隙率为50%-90%,CONDUIT 孔隙率与之相近;
- 弹性模量类似于松质骨;
- 借助X射线,CT扫描和MRI医学影像设备可以清楚地看到植入物内和植入物周围的空间,并且由于椎间融合器的结构而没有明显的干扰。
EndoLIF® O Cage | joimax
EndoLIF®O(Oblique)-Cage 是joimax公司开发的3D打印腰椎融合器,其制造材料为Ti6Al4V 钛合金,制造技术为电子束熔融(EBM)3D打印技术。
