近日,华中科技大学同济医学院附属协和医院拟就“基于3D打印技术的胸腰椎矫正设备的生成方法和系统”这一发明专利,与相关方达成许可协议,合同总金额高达150万元人民币,首付款为15万元人民币。
根据该校发布的科技成果转化现金奖励信息公示,该专利由协和医院护士长王慧文主导完成,是临床一线人员直面传统胸腰椎矫正设备舒适度差、矫正精准度低等行业痛点,进行创新实践的典型成果。
该专利提供了一套全面的数字化矫形器生成方案。根据专利说明书,其核心流程分为三个步骤:
首先,通过获取用户的躯干扫描数据和胸腰椎问题信息,构建出精确的个性化躯干结构模型;
其次,基于该模型识别用户的胸腰椎异常类型及其程度,并生成专属的矫正策略(包括加压范围、支撑范围和目标加压深度);
最后,也是其关键创新之处,即在躯干结构模型中模拟整个矫正策略的执行过程,通过迭代仿真,预测矫正效果并动态调整策略,最终生成用户在不同矫正阶段所需的系列矫正设备参数,并直接通过3D打印(增材制造)制作出最终设备。
该技术主要应用于非手术方式治疗胸腰椎疾病,其目标患者群体与青少年特发性脊柱侧弯、成人退行性脊柱侧弯/姿势性问题、骨质疏松导致的椎体压缩性骨折以及脊柱术后患者高度重合。传统胸腰椎矫正设备存在四大核心痛点:制作过程繁琐、舒适度差、功能单一和美观度不足。传统制作依赖手工取模、修模,周期长达数天至数周;制成的矫形器材料厚重、不透气,导致患者佩戴依从性低;且功能上仅为静态支撑,缺乏对矫正过程的动态监测与管理。
根据专利说明书,该技术的先进性体现在其高度的个性化和前瞻性矫正规划能力上。它通过数字化流程(以3D扫描取代传统取模方式),大幅缩短了制作周期,并借助3D打印技术,实现了矫形器的轻量化与高透气性。
其最为突出的优势在于引入了动态模拟矫正机制:系统能够在虚拟模型中模拟施加矫正力后的效果,若矫正未达到预期,会自动识别新的异常类型及其程度,更新矫正策略并再次进行模拟,如此循环迭代,直至模拟矫正完成。这使得医生和患者能够在治疗初期即获得一套针对整个矫正周期设计的、涵盖不同阶段的系列矫形器,避免了传统方法中反复复查、重新取模制器的低效流程,实现了“一次建模,生成全程矫正方案”,显著提升了矫正的精准度和效率。
在3D打印胸腰椎矫正领域,全球已形成传统巨头、创新型初创公司及技术提供商并驾齐驱的竞争格局。
Össur(奥索)作为行业先行者,其“DIGITAL”解决方案和Spinal Jacket产品已构建起成熟的数字化工作流程。DJO Global则依托“3D TALY”技术平台,推动传统矫形业务的数字化转型。
在初创公司方面,UNYQ凭借其独特的晶格图案和可定制颜色,专注于提升矫形器的美观性和患者的心理接受度。Mecuris则打造了一个基于云平台的数字化服务生态系统,赋能诊所进行定制化生产。
值得注意的是,全球3D打印软件巨头Materialise虽不直接生产矫形器,但其提供的“Materialise OrthoInsight”软件套件却是众多公司构建解决方案的核心技术基础,扮演着“卖水者”和“赋能者”的关键角色。

















