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【企业动态】我司位居中国假肢行业专利申请量前十!
时间:2024-02-22 09:41:08   作者:德仁康复

由于交通事故、运动损伤和骨骼磨损等意外情况的发生率逐年增加,假肢市场的增长速度也在加快。此外,随着我国经济持续发展和社会进步,残疾人、老年人及慢性病患者等功能障碍者,对于康复保健的意识不断提高,对于康复医学技术服务和康复辅具的需求量不断上升。


病残人群除了采用常见的康复治疗手段和外科手术矫正外,多数还需要借助假肢矫形或辅助器具,其中假肢也朝着智能化、人机一体化以及生物仿生控制等方面发展。综合来看,推进假肢等康复辅助器具的产业发展,既是一次加速跑,也是一场马拉松。


01

初识仿生假肢


仿生假肢是指通过模仿和替代人体肢体的功能,为失去肢体或肢体残疾的人群提供的人工肢体。它使用先进的技术和材料,旨在恢复受伤或残缺的肢体功能,提高受伤者的生活质量和独立性。


根据替代的肢体部分和实现的功能,仿生假肢可以分为以下几类:


上肢仿生假肢:这类仿生假肢是替代上肢丧失或残缺部分的人工肢体,包括手部仿生假肢、前臂仿生假肢、臂部仿生假肢等。


下肢仿生假肢:这类仿生假肢用于替代下肢丧失或残缺部分的人工肢体,包括脚部仿生假肢、小腿仿生假肢、大腿仿生假肢等。


全肢仿生假肢:这类仿生假肢可以替代整个肢体的丧失或残缺部分,包括上肢和下肢的组合。全肢仿生假肢的设计旨在提供更完整的功能替代。


指关节仿生假肢:这类仿生假肢着重模仿和替代手部或指部的关节功能,允许使用者能够进行更精细的手指动作和操作。


运动控制仿生假肢:这类仿生假肢采用传感器和电子装置,通过侦测使用者的肌电信号或其他运动信号来控制假肢的运动,实现更准确和多样化的操作。


感觉反馈仿生假肢:这类仿生假肢结合传感技术,能够向使用者提供触觉、温度、压力等感觉反馈,增强与环境的互动和运动的自然性。


仿生假肢的应用范围广泛,主要包括以下几个方面:


运动恢复:仿生假肢可用于替代失去的肢体,恢复受伤者的日常活动能力。它可以帮助患者进行基本的生活动作,例如行走、抓取物体和完成各种日常任务。


运动控制:一些高级的仿生假肢配备了传感器和电子装置,可以根据使用者的肌电信号或其他运动信号实现精确的运动控制。这使得使用者能够进行更复杂的操作,如细致的手指动作或精准的手部姿势控制。


感觉反馈:一些先进的仿生假肢具备感觉反馈功能,能够向使用者提供触觉、温度、压力等感觉体验。这种感觉反馈可以改善使用者对外部环境的感知和互动能力。


康复治疗:仿生假肢还可以用于康复治疗,帮助患者逐步恢复肌肉力量、平衡能力和协调性。通过定制的康复计划和适当的康复器械,仿生假肢可以促进受伤者的康复进程。


体育和娱乐:仿生假肢不仅适用于日常生活,还可以帮助患者继续从事运动和娱乐活动。例如,有些仿生假肢可以用于跑步、攀岩、游泳等多种体育运动,帮助患者积极参与社交和娱乐活动。


综上所述,仿生假肢的分类主要基于替代的肢体部位、实现的功能和采用的技术。不同类型的仿生假肢旨在提供更好的康复和生活质量,使丧失或残缺肢体的人们能够恢复或增强生活功能。作为一种先进的康复辅助装置,仿生假肢在恢复运动功能、提高生活质量和促进康复治疗方面等发挥重要作用。它们不仅是肢体的替代品,更是提供恢复和改善功能的技术创新。


02

仿生假肢的发展历程


仿生假肢的发展历程可以追溯到古代,但在近几个世纪里,它经历了一系列进步和演变。以下是仿生假肢的主要发展阶段:


(一)古代:早期的仿生假肢制作主要基于木材、金属或皮革等材料。古埃及和古罗马文明有一些文献记载了使用木制或青铜制作仿生假肢的情况。


(二)工业革命时期:18世纪至19世纪,随着工业革命的进展,仿生假肢的材料和设计得到改进。使用磨具和机械加工的木制假肢得以生产,提高了生产效率和质量。


(三)第一次世界大战和第二次世界大战:两次世界大战期间,由于伤亡和战争创伤,对仿生假肢的需求急剧增加。这促使了假肢技术的进一步发展,包括金属和塑料材料的应用。


(四)电子技术的引入:20世纪后半叶,电子技术的进步催生了仿生假肢的新发展。传感器、电动驱动和微处理器的应用使得仿生假肢具备更准确、自适应和智能化的能力。


(五)神经接口技术的突破:近年来,神经接口技术的发展为仿生假肢带来了革命性变革。通过植入电极或传感器与神经系统相连接,仿生假肢能够通过读取和解释神经信号来实现更自然、精确的运动控制。


(六)三维打印技术的应用:随着三维打印技术的兴起,仿生假肢的制造进程变得更加灵活、高效和个性化。三维打印技术可以根据受伤者的解剖结构和需求,快速制造定制的假肢部件。


(七)智能材料与可穿戴技术:智能材料和可穿戴技术的创新为仿生假肢的舒适性、稳定性和功能性带来了重大突破。柔性传感器、智能材料和动力学调节系统等技术的应用为仿生假肢提供了更好的适应性和性能。


总的来说,仿生假肢的发展历程经历了从传统材料到现代工程技术的演进。随着科学技术的不断发展,仿生假肢取得了巨大进步,在重建失去肢体功能和提高受伤者生活质量等方面发挥重要作用。


03

仿生假肢的市场规模


随着新兴经济体的医疗保健支出增加,关节相关疾病的患病率增加以及人口老龄化的现状愈发严峻,都促成了近年来假肢市场的快速增长。支持整体市场增长的另一原因是越来越多的截肢病例,截肢病例增加主要原因是慢性病和运动相关伤害及其他事故案的增加。


根据全国健康访谈调查和生命统计报告,外周血管疾病和糖尿病占所有截肢手术的 82%。此外,四肢原发性恶性肿瘤需要手术治疗,预计全球癌症病例数量的增加也将推动假肢市场的进一步扩张。


近年来我国假肢市场规模不断扩大,2020年中国假肢市场规模达32.39亿元,同比增长5.23%,预计2022年中国假肢市场规模将达到36.57亿元。根据Grand View Research的市场研究报告,2019年全球仿生假肢市场规模约为109.7亿美元,并预计到2025年将增长至151.2亿美元,表明仿生假肢市场在全球范围内具有良好的增长潜力。

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▲2014-2022年中国假肢市场规模统计及预测

(来源:《2023-2029年中国假肢市场深度调查与发展前景预测报告》)


近年来我国假肢行业专利申请量增幅明显,2020年中国假肢行业专利申请量达386件,同比增长36.88%,2021年小幅减少,2022年1-11月中国假肢行业专利申请量已完成140件,新的技术不断涌现,推动行业往高质量方向发展。

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▲2010-2022年中国假肢行业专利申请量统计

(来源:《2023-2029年中国假肢市场深度调查与发展前景预测报告》)


从专利申请人来看,截止2022年11月,中国假肢专利申请量排名前十的申请人包括吉林大学、丹阳假肢厂有限公司、奥托•博克保健有限公司、上海理工大学、北京精博现代假肢矫形器技术有限公司、金华市德仁假肢矫形康复器材有限公司、上海科生假肢有限公司、上海交通大学、北京理工大学和陕西福音假肢有限责任公司,专利申请量分别为73件、56件、49件、48件、47件、44件、42件、40件、35件、33件。

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(来源:《2023-2029年中国假肢市场深度调查与发展前景预测报告》)


04

仿生假肢市场主要玩家


(一)Össur

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(来源:Össur官网)


Össur成立于1971年,总部位于冰岛,由创始人Össur Kristinsson联合几家冰岛残疾人组织创立,是一家全球领先的假肢和矫形器件制造商。他们提供多种类型的仿生假肢,包括腿部和手臂假肢,以及运动和运动恢复专用的假肢产品。

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(i-Limb Wrist)

(来源:Össur官网)


Össur 通过推出 i-Limb Wrist 来补充其上肢假肢产品,这是一种主动手腕旋转器,可以通过 IMES 技术一起控制i-Limb hand智能手。此外,Össur 还与外部各方合作,不断探索和增强其他系统领域,例如推出专为医疗康复和工业应用而设计的可穿戴外骨骼。


(二)Blatchford


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(来源:Blatchford)


Blatchford布莱齐福德假肢公司(原Endolite)成立于1890年的英国伦敦,专注于大腿假肢、小腿假肢、假肢膝关节、假肢踝关节、假肢脚板等下肢假肢产品的研发和生产,是一家世界知名的假肢制造商。他们的产品范围涵盖了腿部和足部假肢,具有先进的仿生技术和独特的步态控制系统。

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(Linx Limb System)

(来源:Blatchford)


Linx Limb System是一种创新的仿生假肢系统,采用先进的电子和机械技术,旨在提供更自然、自适应和高度个性化的腿部假肢解决方案。Linx Limb System的核心是Linx系列电子膝关节和Ankles系列电子足踝关节,这些关节通过内置的传感器和电子控制系统实现精准的运动控制和步态适应。该系统能够根据使用者的步行速度、地形和活动需求进行实时调整,以提供舒适、稳定和自然的行走体验。


(三)Hanger Inc.

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(来源:Hanger官网)


Hanger由James Edward Hanger于1861年创立,总部位于德克萨斯州奥斯汀,是美国一家专注于康复和假肢的公司。他们提供多种定制的仿生假肢和矫形器件,为残疾人提供康复和独立生活的支持。该公司通过以下部门运营:患者护理和产品与服务。患者护理部门由Hanger诊所、CARES、Dosteon、其他运营和运营业务及其承包的网络管理业务组成。产品和服务部门由分销服务和治疗解决方案业务组成。

【企业动态】我司位居中国假肢行业专利申请量前十!(图9)

(MIGO体验)

(来源:Hanger官网)


VR技术已经广泛应用于医疗保健领域,比如转移患者注意力以缓解疼痛。目前,Hanger 公司正在使用VR技术来帮助截肢患者。Hanger推出了MIGO体验,旨在为截肢者提供第一人称视角的VR互动体验,允许他们在VR中使用假肢进行一系列的体验,例如用假肢驾驶汽车或切割食物。


(四)Fillauer LLC


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(来源:Fillauer LLC官网)


Fillauer LLC成立于1914年,由制鞋师、假肢制造商和发明家Earnest E. Levick创办,是一家位于美国田纳西州的家族企业,专注于设计、制造和供应创新的仿生假肢、矫形器件和康复设备。自成立以来,Fillauer一直致力于推动假肢和矫形器件行业的创新,旗下产品范围广泛,包括腿部假肢、手臂和手指假肢、外骨骼和矫形器件等。公司开发的Vorum CAD/CAM系统利用计算机辅助设计和制造技术,为假肢制造商提供精确、快速和定制化的生产解决方案。

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(Motion Foot SLX)

(来源:Fillauer LLC官网)


Motion Foot SLX是一款具有高度适应性和智能化功能的脚部装置,它采用先进的技术和材料,旨在模拟自然的行走运动,并为使用者提供更大的平稳性、舒适性和稳定性。Motion Foot SLX采用智能控制系统,能够感知使用者的步态和运动需求,并根据不同的地形和行走速度做出实时调整。此外,Motion Foot SLX的设计具有弹性回复能力,能够模拟自然脚踝的运动,提供更好的步行效果和行走适应性,减轻使用者的疲劳感。


(五)Ottobock

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(来源:Ottobock)


Ottobock(奥托博克)成立于1919年,总部位于德国下萨克森州杜德城,是一家总部位于德国的假肢和矫形器件制造商。旗下设立五个集团,分别为“奥托博克健康康复集团”,“奥托博克化工集团”,“Sycor信息技术公司”,“Technogel凝胶系列产品公司”以及“Bactic Yachts船艇制造公司”。他们提供从基本仿生假肢到高级智能假肢的整套产品,涵盖了多个康复领域。

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(C-Brace® KAFO)

(来源:Ottobock)


C-Brace® KAFO是一种带有智能电子控制系统的膝踝足矫形器件。它利用传感器和电动驱动装置来检测使用者的步态,并实时调整矫形器件的支持和运动控制。这种智能控制系统可以自动适应使用者的步行模式和需求,感知步行姿势、行走速度和地形变化,并相应调整支持力度和运动控制,从而提供自然、稳定和高效的步行体验。此外,C-Brace® KAFO设计轻巧且符合人体工程学,减轻了使用者的负重感,提供更佳的舒适性和自由度。 


05

结论


仿生假肢的发展背景是多方面的,包括康复需求、科学技术进步、电子与智能技术的应用、医疗工程研究和社会关注与支持。这些因素相互促进,推动了仿生假肢从传统的简单替代到现代高度智能化的发展,为残障人士提供了更好的康复解决方案。但运动仿生和控制仿生始终是假肢研究的核心问题,先进的假肢系统需要与人组成一体,才能发挥作用。


此外,在假肢发展过程中除了攻克技术难关外,提高假肢工作的可靠性和尽可能降低的成本,使其能为广大患者所接受是各种先进假肢走向实用化的主要问题。因为在工业和医疗应用中,就经济成本而言,这种需求在价格点上并没有形成消费者必须使用这款产品的程度,设备的价格依旧是未来的重要问题。