保羅·朗格朗說：「教育應是個人從生到死一生中繼續著的過程。「
2023年4月21日，位於上海新格路新智科創園的聯泰科技迎來了一批特殊的參觀訪問者：17位來自上海青浦世界外國語學校六年級的學子。
由企業的成長領悟終身學習與跨界學習的意義。從孩子的視角看世界，3D科學谷帶谷友一起與青浦世界外國語學校的學子一起來領略聯泰科技作為中國最早從事3D列印技術應用的企業之一，如何如其企業願景所述：創建你所想。
回歸第一性原理，把問題「煮沸」
在3D列印的發展歷程中，一個制約3D列印發展的主要因素是思維的局限，我們很容易陷入原來的思維模式，很難突破思維的限制，很難認識到3D列印釋放的是設計的自由度，其最大的價值是用來製造不一樣的設計，直到GE花費數年精力的3D列印噴嘴的誕生，讓業界的認知統一到了DfAM-增材思維設計理念上。
Elon Musk說，我在想存在一種好的思維框架。那是物理學的東西，你知道，有點兒像第一原理推理（first principles reasoning）。總體來講，我認為存在將事情縮減至其根本實質……你必須能夠把那些問題「煮沸」才能從裡面找出那些最基本的東西。
把問題「煮沸」，在參觀聯泰展廳的過程中，學生們提出了各種各樣的問題，在技術層面上，問題包括：包括什麼是SLA技術？3D列印技術誕生多少年了？為什麼今天的3D列印如此不同？如何實現材料密度的不同位置不同分布？與傳統製造技術相比，是不是3D列印的意義在於可以實現更精密、更複雜的設計？建模需要學習什麼樣的軟體？… …
在應用層面上，問題包括：精密鑄造用的模具是一次性的嗎，一個模具只能用一次？跟傳統模具比起來，SLA光固化3D列印技術的模具是否精度更高？3D列印可以製造核彈嗎？從生產效率和成本的角度看，我們喝的礦泉水瓶子是不是不需要通過3D列印來製作？聯泰的3D列印成本是如何計算的，按照原材料的重量還是其他方法？… …
讓科技帶上點「溫度」
當看到3D列印隱形牙套的時候，學生們不由得體會到了自己用到的傳統鋼絲牙套的不舒適感受，包括更換的時候比較麻煩，容易卡到食物，有時候會變形等等，這時候大家更加體會到雖然科技本身並不具備」溫度」，但是正如3D列印的隱形牙套為佩戴帶來的舒適度一樣，科技加上一點點「溫度」,則可以為人類帶來了更好的生活。
I 齒科案例：
2016年，精瓷義齒正式與聯泰科技合作，在採購聯泰科技口腔類專業化3D列印後，廣泛應用於生產，為口腔醫療機構及用戶開發整體數位化解決方案。3D列印技術的介入，將傳統的20多道生產工序精簡為3-5道工序，極大地節約時間與人工成本。不僅如此，依託3D列印技術，改變了傳統的矽膠咬的方式，能夠進行精準化定製，患者佩戴更舒適。
雲端傳輸影像數據，精準確定設計方案
在精瓷義齒FC種植供應鏈平台下單後，在FC Implant導板軟體進牙模與CSCT三維進行數據處理，高精度還原病例患者口內情況。數據傳輸完畢後，能夠快速保存至平台，極大地縮減了取模流程。以數據為依據，設計並規劃最為精準的種植體方案，確認好虛擬種植體在病例患者牙槽骨內的最佳位置，提前做好預判，為實際手術進行引導。
以3D列印技術為媒，實現高質量齒科治療
聯泰科技打造的數位化口腔應用體系為精瓷義齒的生產帶來了巨大變革。在3D列印技術的支撐下，口腔醫療手術導板、牙模、臨時冠、修復義齒、個性化種植臨時基台等有關口腔醫療的產品皆可高精度、高效率生產。
產品的過硬質量，為醫生與患者帶來雙重保險
聯泰科技口腔類3D印表機列印的種植導板，配合精瓷義齒FC提供的專用手術工具盒，能夠實現精準種植。根據以往數據整合，種植體實際植入的牙槽骨內位置，與術前設計規劃的位置偏差小於等於1.2mm。在高精度的手術導板引導下在種植體植入的同時可以帶入種植臨時基台與臨時修復義齒。
在聯泰科技3D列印技術的支持下，精瓷義齒FC種植平台完全數位化，為診所醫生與患者提供了一站式種植解決方案。對於醫生來說可以醫生可以在供應鏈上完成種植導板、種植配件、方案溝通確認等工作，對於患者來說可實現種植當天一日戴牙的診療效果，這種和諧的場面也是科技帶來的必然結果。
原來，那些帶來生活變化的科技應用背後邏輯，那就是更好的價值創造。
自主創新
隨後，聯泰市場總監袁曉娟、聯泰研管經理王凱萱為大家介紹了聯泰的品牌定位及聯泰的產品線和產品線背後的部門協作，研發部門的工作如何開展才能圍繞著用戶的需求不斷精進，學生們意識到自主創新的重要性，只有自主創新才能為企業創建護城河，為企業的客戶創造價值。同時也意識到了，作為一項新的技術，大多數時候需要做的研發探索並沒有可效仿的對象，更多的是「摸著石頭過河」，需要結合自身的實力與發展戰略，圍繞著企業的願景，堅定不移的前行。
創業維艱
在互動交流環節，3D科學谷創始人Kitty分享了她所觀察到的聯泰創業維艱的發展過程，新的技術並不意味著市場上會報以鮮花與掌聲。作為新技術，企業需要走過技術誕生初期少有人問津的「死亡谷」時期，「死亡谷」時期需要忍受孤獨的煎熬，作為一個「另類者」，在替代原有技術的時候必然會遇到「舊勢力」和「舊思維」的阻力與束縛，需要巨大的耐心與市場反覆溝通的艱難過程。
走過了「死亡谷」並非意味著就可以高枕無憂了，還需要克服發展壯大期的萬馬奔騰帶來的「脫韁」挑戰，過於激烈的價格搏殺，迫使很多企業忽略了對設備的一致性、加工效率、參數開發度等方面更高要求的投入，這時候企業很容易陷入巨大的發展風險，需要平衡運營過程中如何控制好現金流、如何堅守和搭建核心研發實力等一系列的挑戰。
那麼是什麼支撐一家企業能夠 hold住自己的「韁繩」，不斷克服困難，繼續前行呢？
這裡就是企業願景的重要性，聯泰科技的企業願景是「創建你所想」，當遇到競爭對手過於慘烈的價格戰的時候，聯泰科技並沒有拋棄「創建你所想」的願景，仍然聚焦自主研發，進行算法升級、技術提升、工藝改進，其中聯泰科技的大幅面、多振鏡 3D 列印技術是一種高效、精準的3D列印技術，通過利用多個振鏡來控制光束的運動，從而實現快速、精確的 3D 列印。
在互動交流的過程中，Kitty給到了學生們3個寄語，一是終生學習，希望學生們關注資源的可持續發展，在自己的人生中對新的技術敞開胸懷，積極的擁抱和嘗試，勇於建立屬於自己的人生願景；二是跨界學習，希望學生在做任何事情之前先了解事物的本質，從本質出發去跨界學習如何推動事物發展所需要的知識，圍繞著願景，付出不懈的努力，敢於嘗試，不輕易放棄；三是堅韌執著，希望成長在陽光下的學生們，將來不要低估嘗試新事物會遇到的阻力和需要經歷的內心孤獨與外界挑戰，而終生學習與跨界學習的能力將幫助到他們建立內心的強大，在願景的指引下，去除噪音。
Uninfab智能化全流程管理
現代管理學之父德魯克說過，動盪時代最大的危險不是動盪本身，而是仍然用過去的邏輯做事。
世界的變化看似十分快速且充滿動盪，然而其背後的邏輯並不複雜，一切正在朝向數位化、製造離散化的方向發展。在隨後的「現場掃描一個你自己」和工廠參觀環節，展現了聯泰科技圍繞著三維世界數位化的本質，如何更近一步的「創建你所想」。
通過聯泰的3D列印工業網際網路平台Unionfab可快速、低成本地幫助3D列印工廠完成智能升級，功能包括智能自動報價、客服訂單管理系統、數據助力輔助、智能排產、遠程生產管理、設備數位化管理等等，快速提升企業客戶服務體驗、工廠生產效率、企業經營管理水平。
智能物聯網已經不僅僅是一個口號或者噱頭，而是一種可以優化生產流程，解放生產力的工具。通過物聯網收集數據存儲於雲端，再通過大數據分析，以及更高形式的人工智慧，實現萬物數據化、萬物智聯化。聯泰科技子公司優聯三維的3D列印工業網際網路平台Unionfab就是以此為基礎應用而生。
Unionfab 致力於成為3D列印行業的助推器，幫助製造業完成數位化轉型，驅動行業完成聯結-協同-共生的生態建設，真正實現3D列印成為一種水、電一樣的基礎社會服務。
最後，「以夢為馬，耕耘心田」的夢田早期職業教育活動在愉快的交流氣氛中結束。「聯結世界，追夢未來」，聯泰科技祝」中國心、世界眼、未來腦、創新手、時代行」的世外追夢人，心中有夢，眼裡有光，腳下有力，勇敢去擁抱世界。
知之既深，行之則遠。基於全球範圍內精湛的製造業專家智囊網絡，3D科學谷為業界提供全球視角的增材與智能製造深度觀察。有關增材製造領域的更多分析，請關注3D科學谷發布的白皮書系列。
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科學研究表明，骨重塑對動態載荷高度敏感。由於應力屏蔽效應，有必要研究和開發具有比金屬材料低的彈性模量的材料，以及用於骨科植入物的高短期和長期機械阻力。
PEEK材料憑藉其化學性質穩定、較高結構強度且符合骨骼力學性能等特點，成為骨科植入物的優秀材料。
根據3D科學谷市場研究全球戰略合作夥伴AMPower的年度增材製造報告，包括PEEK在內的高性能塑料的熔融擠出3D列印的應用使得FDM這一技術被應用到分布廣泛的各行各業的工業製造領域。
3D列印的PEEK脊柱植入物
© Curiteva
獲得突破的PEEK材料3D列印
PEEK已廣泛用於多種臨床應用：用於骨折固定、顱頜面缺損修復、脊柱植入物、全關節置換術(TJA)，甚至在軟組織修復中用作縫合錨。它在牙科領域的應用非常廣泛，包括牙種植體、種植體支撐杆、假牙、基台和夾具。PEEK具有許多特性，使其成為替代骨科和重建手術中涉及的金屬植入物部件的合適候選材料。
植入物3D列印
© 3D科學谷白皮書
但PEEK材料具有加工困難，高生物惰性等缺點，限制了PEEK材料的設計與應用。如何提高聚醚醚酮植入材料生物安全性、生物相容性、成骨效應和其他生物活性是進一步擴展該材料應用的重要突破點。
近日，美國首例手術成功應用3D列印的PEEK脊柱植入物，該手術採用了由Evonik-贏創的 VESTAKEEP® i4 3DF PEEK 長絲生物材料製成的脊柱植入物。該植入物由總部位於美國的技術公司 Curiteva 開發，已獲得美國食品和藥物管理局FDA的批准，是美國第一個用於商業用途的3D列印、完全互連的多孔聚醚醚酮 (PEEK) 植入物。
完全互連和集成的多孔結構
德國化學公司Evonik-贏創於 2018 年首次發布了 i4 3DF PEEK 材料，並於 2020 年開始商用。
2023年，專注於骨科植入物的醫療技術公司Curiteva宣布，使用Evonik-贏創的PEEK 材料，Curiteva推出首款獲得FDA 510(k)許可的3D列印PEEK頸椎融合器植入物。該植入物設計採用了面向增材製造的多孔設計以及專利的HAFUSE（羥基磷灰石）表面納米紋理。
這款植入物採用的3D列印技術為Curiteva獲得專利的電熔制絲 （Fused Filament Fabrication，簡稱：FFF ）3D列印技術製造，該技術採用材料熔融擠出增材製造工藝。
© 贏創
這種增材製造-3D列印技術造就了具有完全互連和集成的多孔結構，這樣的結構貫穿整個植入物。其優勢是能夠促進骨整合，改進X射線檢查效果，實現與人體松質骨緊密匹配的彈性模量。
l 植入物結構
- 電熔制絲3D列印技術 (FFF) 打造新型多孔支架結構，模仿天然人體骨骼；
- 100%完全互連的孔隙率；
- 孔徑分布在100–600微米之間，促進骨傳導；
- 鑽石形孔隙（三重周期最小表面，TPMS），在文獻中記錄為具有卓越的生物力學和生物學特性；
- 微米級表面粗糙度呈現親水表面，促進骨附著和增強骨整合；
- HAFUSE表面納米紋理模擬生理骨骼。
開創性的手術於2023年4月中旬進行，位於費城的 Rothman 骨科研究所所長 Alex Vaccaro 博士稱讚了這一進展，並指出 Curiteva 的 3D 列印工藝實現的點陣晶格 PEEK 結構代表了脊柱、骨科和涉及生物植入物的神經外科手術的重大進步。
同樣，Semmes-Murphey 神經病學和脊柱研究所主席、田納西大學健康科學中心神經外科、整形外科和生物醫學工程教授 Kevin Foley 博士對 Curiteva 的 3D 列印多孔 PEEK 技術給予了高度肯定，強調其令人印象深刻的互連孔隙率、模量 具有相當於松質骨的彈性、強大的生物力學性能、射線可透性和用於骨整合的生物活性表面。
l PEEK 3D列印長絲
贏創的 VESTAKEEP i4 3DF PEEK 長絲生物材料專為增材製造工藝而設計，符合 ASTM F2026 的嚴格要求，該標準是批准用於外科植入物應用的 PEEK 聚合物標準。這種長絲的生物相容性、生物穩定性和 X 射線可透性，使其成為骨科和頜面外科手術的理想材料。
其他及國內進展
在其他地方，荷蘭 PEEK 3D 列印公司 Bond3D 和醫療植入物開發商 Invibio Biomaterial Solutions 正在合作開發下一代脊柱融合器，以促進患者更好地康復。這些脊柱融合器不僅保留了其基礎的治療功效，而且還具有刺激新骨形成所需的孔隙率。這些融合器目前正在接受監管步驟以獲得 FDA 的批准。
根據3D科學谷《3D列印-增材製造新材料醫療器械及相關監管科學研究進展概況》一文，近年來，聚醚醚酮在3D列印硬組織替代物領域的應用受到廣泛關注。這一聚合物材料的生物相容性和化學穩定性優異，密度和力學性能均與人體骨骼接近，是一種理想的骨替代物材料，其與3D列印技術結合有望在骨科植入物領域得到廣泛應用。
2022年2月28日，國家藥監局器審中心發布增材製造聚醚醚酮植入物註冊審查指導原則的通告（2022年第3號）：為進一步規範增材製造聚醚醚酮植入物的管理，國家藥監局器審中心組織制定了《增材製造聚醚醚酮植入物註冊審查指導原則》，由國家藥品監督管理局醫療器械技術審評中心發布。
2019年，贏創在中國投資了一家以3D列印方式生產神經外科和脊柱外科植入物的初創公司——總部位於上海的麥遞途醫療科技有限公司。該公司所持技術可加快患者的康復速度，減少術後檢查次數，並降低手術風險。贏創領投該輪融資，融資總額達數百萬歐元。
麥遞途開發了一套硬體和軟體系統，可直接從常規的核磁共振成像（MRI）或計算機斷層掃描（CT）設備中讀取圖像並進行處理。隨後，系統會生成易於列印的3D模型，並發送到印表機上。最後採用贏創的高性能聚合物聚醚醚酮（PEEK）為原材料，通過3D列印技術製作植入物。
此外，根據3D科學谷的市場了解，西安交通大學在3D列印聚醚醚酮骨替代物方面進行了創新性的技術和應用研究，自2017年起陸續實現了3D列印胸肋骨、下頜骨、顱骨等醫療器械的臨床應用。
第四軍醫大學的郭征、李小康聯合北京大學的鄭玉鋒研究團隊通過熔融成型沉積技術製備了3D列印多孔PEEK植入物，對其表面沉積聚多巴胺（PDA）塗層，並利用PDA螯合具有生物活性的鎂離子。研究團隊證明了3D列印多孔PEEK結構並在其表面構建PDA-Mg2+生物活性塗層是一種提高生物惰性材料生物相容性的簡便方法。
國內PEEK的3D列印設備與材料方面，INTAMSYS遠鑄智能在高性能材料（材料擠出）3D列印領域不斷擴充其產品線，包括FUNMAT系列工業3D列印設備及其適配的高性能PEEK 3D列印耗材。
總之，硬組織替代物是近年來增材製造醫療器械產業發展最為迅速的領域之一，隨著美國首例手術成功應用3D列印的PEEK脊柱植入物，預計將吸引更多國際骨科醫療器械巨頭紛紛布局這一巨大市場。