科技成果

定制化金属骨替代物设计与制造

发布日期:2013-12-11浏览量:

项目名称   定制化金属骨替代物设计与制造 负责人 李涤尘  
通讯地址   西安市西安交通大学机械学院 邮政编码   710049
E-mail   dcli@mail.xjtu.edu.cn 所在院所   机械学院先进制造技术所
联系人   李涤尘 电话   029-82668936 传真   029-82660114
技术来源   国家自然科学基金
拥有专利   专利号  
项目简介 人体大段骨缺损需通过植入骨替代物进行修复。传统的批量制造的通用型金属植入体无法为患者提供个性化的形态,常导致患者体身体表面变形,影响美观,关节体形状误差导致患者相应部位疼痛,甚至造成关节和软组织损伤。 (科技在线,版权所有,未经许可,请勿转载 http://www.xjtust.com)
  定制化金属骨替代物不仅有与个体患者骨骼相匹配的外形,还有很高的强度。改植入体一般以钛或钛合金、不锈钢结合少量可降解材料作为植入体材料,具有优良的生物相容性,长期植入体内无排异反应,能够实现精确的结构修复和部分生物修复。但是定制化金属植入体对设计和制造技术提出了很高的要求,采用传统的设计方法和制造工艺获取定制化金属植入体的难度很大,且周期长、成本高,难以满足普通大众患者日益增长的需求。 (科技在线,版权所有,未经许可,请勿转载 http://www.xjtust.com)
  本项目采用基于CT图像数据的数字化反求设计技术实现定制化植入体的外形匹配化设计;采用先进的快速成型+快速模具制造+精密铸造技术完成金属植入体的快速制造。采用该设计与制造技术,制造周期短,精度高,能有效地降低设计和制造成本,目前,已购置Mimics、Surgicase等医用CT图像处理与植入体设计软件,开发出各类光固化成型机,并购置精密钛铸造机。 (科技在线,版权所有,未经许可,请勿转载 http://www.xjtust.com)
  本所长期进行反求技术、快速原型、快速模具制造技术的研究与开发,对定制化金属骨替代物的设计和制造技术进行了深入研究,进行了长期的动物实验,并与第四军医大学和西安交大口腔医院合作将该技术投入临床应用,积累了大量的经验,为进一步进入产业化奠定了坚实的基础。
项目优势 A 市场发展前景很好         B 产品或工艺创新性突出
C 经济效益显著        D 社会效益显著         E 其他
    
现处阶段 A 研发阶段 B 小试阶段 C 中试阶段 D 批量生产阶段
技术领先      国内外同类产品以及与同行企业的比较:
  国外较著名的同类企业有比利时的Materialise和澳大利亚昆士兰制造学院Visual Manufacturing Centre,这两家企业均擅长利用快速原型制造各类定制化植入体,但其生产成本均无法与中国大陆竞争。
  目前国内仅有上海一家同类型企业,主要采用CAD/CAM方法实现定制化植入体的设计和制造,CAM受限于刀具尺寸,仅适合于形状简单的植入体。本项目则以快速成型+快速模具制造+精密钛铸造技术实现定制化植入体的制造,具有速度快、精度高、成本低,特别适合于形状复杂的骨替代物的成型。   (科技在线,版权所有,未经许可,请勿转载 http://www.xjtust.com)
项目可行性分析      1.市场规模分析:2000年台湾人工关节置换术施行约3万例。大陆人口为台湾的58倍,为同一人种,发病率相近,以此推算,大陆潜在患者为每年174万人。2000年西欧人工关节置换术施行约60万例,西欧人口为3.4814亿。如果我国达到西欧发达国家医疗卫生水平,我国大陆人工关节置换术可达每年224万人。
  一般认为3%患者须施行定制型人工关节,则:
  目前国内定制型人工关节潜在患者:5.22万人,每套假体平均2.91万元。
  达到西欧生活水平时,需求人数可达:6.72万人
  因此,该技术与工程平台,即使仅用于人工关节一项,潜在市场总额为 (5.22×2.91=)15.2亿~(6.72×2.91=)19.5亿。
2.目标市场分析:
  若按国内市场占有额10%计算,并考虑到中国国民购买力约为台湾人购买力的1/10(给定系数0.1)则:潜在产值为:1520~1950万元(人民币)。以上两项未考虑国外市场、非关节定制化植入体、及通用型植入体等。
3.竞争力分析: 本项目优势在于:背靠大学科研机构,人才众多,研究开发能力强;合作单位技术实力强;技术开发方面的优势有快速成型技术、骨替代物的设计和制造技术、快速模具技术等。
4. 产品生产
5.资金需求:启动阶段约需300万元,包括购买设备:快速成型机、钛铸造机、抛光设备、清洗设备、真空铸型机等200-250万元。租用及装修厂房20万。人员招聘及培训10万。流动资金:50万。(科技在线,版权所有,未经许可,请勿转载 http://www.xjtust.com)
合作项目
项目总投资(万) 基建费(万) 设备费(万) 成果转让费(万) 流动资金(万) 其他(万)
  400   20   200~250   100   50   10
厂房/办公面积及人员要求   100~150平米。 技术人员:掌握三维CAD软件
预计年产量   >500套 年销售额   2000万元
成本(万)   1万元 利润(万)   2万元
年投资回报率%   200% 投资回收期   <1 年
其他需要说明的问题      (科技在线,版权所有,未经许可,请勿转载 http://www.xjtust.com)

      
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