定制医疗设备的3D打印具有重塑全球医疗行业的潜力。但目前，这些设备在世界各地的可用性都不相称，它们追踪着更大的医疗支出趋势。

泰国朱拉隆功大学(Chulalongkorn University)冶金工程教授、一家旨在改变这一比例的企业的联合创始人Boonrat Lohwongwatana博士说:“90%的医疗支出只为世界上10%的人口服务。”他的公司“一丝不苟”成立于2017年，致力于为泰国患者提供负担得起的定制医疗植入物。使用人工智能(AI)算法，模拟软件和金属3D打印技术的组合，Meticuly可以在7天内提供定制的骨假体，成本仅比传统的，现成的植入物高10-30%。

新兴经济体面临的挑战

本杂志的读者可能已经熟悉定制医疗植入物的好处。根据患者的需要设计和制造的设备可以使手术更简单，在手术室花费的时间更短，愈合速度更快，整体效果更好。这些优势延续到了“Meticuly”模式，但在泰国，风险更大，因为那里的医疗设备通常是从国外进口的。医院的应对方法是在库存中保存大量植入物。但是只有普通的植入物是现成的，而且这些不一定是泰国患者的最佳解决方案。

lohongwatana博士解释说:“现成的标准尺寸的骨植入物大多是基于西方解剖学数据，所以大多数标准尺寸的骨植入物需要大量的工作和时间来调整形状，以适应泰国患者的身体。”“此外，这些不匹配的植入物可能会导致手术失败和翻修手术。”

他指出，有一些西方公司在泰国销售定制植入物，但这比现成的选择要贵得多，而且增加了治疗过程的时间，导致患者等待手术数周。lohongwatana说:“在很多情况下，病人选择不等待，或者根本负担不起植入物的费用。”这可能意味着接受截肢或其他可以更快完成的治疗。

为泰国的病人和外科医生提供当地的、定制的和负担得起的选择。lohongwatana通过他在高精度制造方面的研究了解到这种选择的必要性，重点是3D打印。有几位医生找他要定制假肢，2015年，他和医学教授Tipachart Punyaratabandhu博士一起创造了世界上第一个钛制拇指假肢。两人一起继续使用金属3D打印技术，以避免更多的手指和手臂被截肢，但他们的能力受到研究资金的限制。2017年，lohongwatana与Dr. Chedtha Puncreobutr一起缜密合作。

该公司与全国各地的外科医生合作，设计和制造金属3D打印骨假体，采用直接金属激光熔化(DMLM)或选择性激光熔化(SLM)，以及塑料熔丝制造(FFF)手术指南。泰国的外科医生和患者现在可以选择在离家更近、成本更低、时间更短的地方定制植入物。

“Meticuly的名字来自‘一丝不苟’这个词，它已经成为我们高精度制造的黄金标准，”lohongwatana说。“患者总是会收到一个精心设计的植入设备和手术指导系统，这是专门为他们设计和个性化的。”然而，个性化只是Meticuly所代表和旨在提供的内容的一部分。他说:“我们想让世界上任何地方的每个人都能买得起个性化的植入物和手术解决方案。”“我们的目标是，在遵守西方世界医疗设备制造法规的同时，密切关注如何节约成本，加快生产流程，从而让我们的技术真正变得廉价和普及。”

一周内从扫描到植入

泰国的外科医生现在可以选择以更低的成本，在几天内从Meticuly公司获得定制的骨植入物，而不是使用不合适的现成的植入物或等待数周才能得到国外定制的设备。外科医生将患者的CT扫描数据上传到Meticuly的人工智能云服务器上，然后使用协作软件与该公司合作，在人工智能算法的帮助下进行手术方法和植入物设计。一旦外科医生确认，设计将被发送到制造设施(无论是缜密自己的设施或当地合作伙伴的设施)，在那里植入物和相应的手术指南是3D打印。最后的物品被包装、消毒，然后送到医院的外科手术室。

从接收CT扫描数据到发送3D打印植入物的整个过程可以在7天内完成，lohongwatana说。节省的部分时间来自于金属3D打印过程本身;与传统机械加工相比，DMLM和SLM可以在更少的步骤中实现植入。一部分来自于位置;在泰国生产骨假体的能力避免了运输和进口它们的潜在陷阱。

但真正的节省是在3D打印开始之前发生的事情。据lohongwatana说，加速时间表有两个关键。首先是设计过程，由人工智能(AI)辅助。定制算法自动化了通常由设计工程师执行的劳动密集型建模任务。此外，缜密的植入解决方案和设计工作流程已经使用广泛的临床信息和尸体数据，以确保足够的生物力学性能在广泛的解剖变化;很少有超出范围的情况需要特殊的设计考虑。将术后结果与术前计划进行比较，不断改进这些预测算法。

第二是模拟支持的构建准备;一旦确定了金属3D打印过程，缜密地使用现成的和专有软件的组合来模拟构建的各个方面，以更高效的制造。lohongwatana说:“我们使用仿真来优化每一种形式的3D打印实体金属零件所需的支撑结构和方向，以在最小的支撑结构和零件高度下实现理想的打印质量。”这种策略不仅缩短了从设计到构建的时间，还通过限制支持的使用和必要的层总数减少了实际打印所需的时间。

这一计划和3D打印过程的速度有助于保持植入物可负担，同时从其他措施节省成本。Meticuly的在线协作平台减少了采购定制植入物和任何必要的手术指南的中间商的数量。批量植入一起在打印机和重复使用未烧结钛粉节省机器时间和材料。而且，定制植入物的按需制造本质避免了与现成设备相关的库存成本。

3D打印植入在泰国和其他地方

到目前为止，Meticuly已经为泰国及周边地区的超过350名患者提供了定制的植入解决方案，针对人体42个不同的骨位置。患者中有患肩关节骨癌的男孩，也有因大脑严重堵塞而需要进行颅骨成形术的母亲。多亏了Meticuly的工作，这些患者能够快速地接受定制植入物，而且价格合理。

lohongwatana说:“与其他定制植入物供应商相比，我们一直坚持我们的目标，即以更实惠的价格为外科医生和患者提供更好的手术治疗选择。”“我们产品的价格只比标准植入物高10-30%，降低了准入门槛。由于公立医院对定制植入物没有报销机制，我们还与主要公立医院开展了捐赠活动，以补贴他们为我们解决方案的自付费用。”

随着缜密公司继续生产植入物，其基于人工智能的设计策略和模拟制造将变得更加智能，该公司将能够帮助更多的患者，也许以不同的方式。lohongwatana和他的同事正在探索的一个可能的途径是定制现成的植入物，而不是从头开始生产每个设备。这一策略可以利用3D手术规划和数字植入设计的同样好处，但将允许医生和制造商使用现有库存。调整标准尺寸植入物的能力也有助于推动3D打印技术的采用。

但放眼泰国以外，一丝不苟的模型和工具可以应用于改善医疗保健，让植入物在世界其他地方更容易获得。它的自动化设计过程克服了目前植入制造工作流的许多挑战，而按需3D打印巩固和本地化生产。这一战略可以让世界上任何一个有配备合适3D打印机的认证设施的地方制造医疗设备。

“我们相信3D打印技术也可以帮助其他新兴经济体的外科医生和病人，”lohongwatana说。“在亚洲和非洲的早期发展中国家，许多人没有报销或保险支持，我们看到，关注负担能力比以往任何时候都更重要。”

快速制造或改造植入物的能力使医院和患者摆脱了进口这些设备的成本、时间和限制。此外，那些定制的植入物对于他们所服务的患者来说是更合适的解决方案。因此，生活在世界各地新兴经济体国家的人们可以获得更好的医疗选择，以及更好的整形、神经和整形手术结果。

作为推进这一愿景的下一步，lohongwatana目前正在完成来自英国皇家工程学院的创新领袖奖学金，这是一个网络和商业培训项目，为创新者提供资金和支持，改善世界各地社区的生活。

“通过加速医疗保健行业从量到值的转变，我们希望我们可以使行业对个人健康结果更加负责，”lohongwatana说。“最终，我们希望建立一个新的标准，为患者、外科医生和医护人员提供完全个性化和高精度的治疗，同时在个性化医疗理念下有效管理成本。”在我们理想的未来，每个人都应该能够在任何时间、任何地点负担得起个性化植入和医疗保健。”