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      探討3D打印技術(shù)在醫(yī)療器械領(lǐng)域的應(yīng)用

      發(fā)布時(shí)間:2018-09-14 責(zé)任編輯:wenwei

      【導(dǎo)讀】3D打印是一種計(jì)算機(jī)控制,基于數(shù)字模型文件,通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)或斷層掃描數(shù)據(jù),按照逐層疊加的原理,通過(guò)打印材料構(gòu)建出三維立體精細(xì)的模型,近年來(lái),3D打印技術(shù)發(fā)展迅速,在傳統(tǒng)醫(yī)藥行業(yè)市場(chǎng)中,工廠批量生產(chǎn)的生物材料不能滿足病人需求,新生3D打印技術(shù)具有個(gè)性化、小批量和高精度等優(yōu)勢(shì),可以解決健康產(chǎn)業(yè)個(gè)性化需求與生產(chǎn)規(guī)模之間的矛盾。目前,3D個(gè)性打印已在牙科、骨科等領(lǐng)域得到應(yīng)用。
       
      探討3D打印技術(shù)在醫(yī)療器械領(lǐng)域的應(yīng)用
       
      3D打印的分類(lèi)
       
      1光固化立體印刷(SLA)
       
      簡(jiǎn)稱光造型術(shù),是目前最廣泛的3D打印工藝。通過(guò)液體光敏聚合物經(jīng)紫外照射處理來(lái)描繪物體,從而達(dá)到建模的目的。在光固化材料中低聚物是最基礎(chǔ)的材料,包括聚富馬酸二羥丙酯(PPF)、脂肪族聚酯、聚碳酸酯以及蛋白質(zhì)、多糖等天然高分子。為了降低系統(tǒng)的黏度,避免由于噴嘴的高黏度導(dǎo)致堵塞,需要在反應(yīng)體系中加入雙鍵的小分子溶劑,即稀釋劑。稀釋劑可以參與整個(gè)固化反應(yīng),在光敏樹(shù)脂體系中十分重要。SLA具有成型速度快、精度高的特點(diǎn),但也存在制作成本較高、清洗雜質(zhì)時(shí)可能會(huì)影響原形狀等缺點(diǎn)。
       
      2熔融沉積成型(FDM)
       
      也被稱為熔融堆積法。選用熱熔噴頭,將半流動(dòng)狀態(tài)的材料在指定的位置凝集,逐層堆積后形成器件。該工藝主要選用熱塑性材料,包括石蠟、塑料、尼龍絲和低熔點(diǎn)金屬、陶瓷等。該方法適用于制備中小型規(guī)模(中等復(fù)雜度)零件,不適合制造大型零件。
       
      3選擇性激光燒結(jié)(SLS)
       
      即利用紅外激光束燒結(jié)粉末。具有加工速度快的優(yōu)點(diǎn),但是成型產(chǎn)品表面較粗糙,處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生粉塵或毒氣,高溫也會(huì)造成一部分材料變性或降解。
       
      3D打印技術(shù)在醫(yī)療器械領(lǐng)域的應(yīng)用
       
      1構(gòu)建個(gè)體化3D模型,模擬或指導(dǎo)手術(shù)過(guò)程
       
      傳統(tǒng)手術(shù)治療的醫(yī)學(xué)模式主要是通過(guò)X射線等影像學(xué)檢查獲得的二維數(shù)據(jù),根據(jù)醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)確定手術(shù)方案,不能滿足個(gè)體化需求。3D打印可對(duì)復(fù)雜幾何形狀物體建模,并與已有的二維數(shù)據(jù)相結(jié)合,得到科學(xué)準(zhǔn)確的病人病變部位模型,為醫(yī)生手術(shù)治療提供精準(zhǔn)指導(dǎo)。
       
      23D打印人工骨支架
       
      骨組織主要由米羥基磷灰石和膠原組成,成分簡(jiǎn)單,構(gòu)建骨組織工程得到了廣泛關(guān)注,并取得飛速發(fā)展。傳統(tǒng)的支架技術(shù),不能在微觀上對(duì)支架的孔徑進(jìn)行調(diào)控,而3D打印技術(shù)可以模仿天然骨復(fù)雜多孔的結(jié)構(gòu),使構(gòu)建精細(xì)骨組織支架成為了可能。
       
      33D打印人工器官和血管
       
      相比較傳統(tǒng)的人造器官,3D生物打印制造的器官更容易被人體接受,可降解,并且可以代替損傷的器官。但如何保持組織工程里細(xì)胞的活性也是目前器官打印的難點(diǎn)。
       
      4軟骨組織工程方面的應(yīng)用
       
      軟骨組織是由膠原、一部分細(xì)胞以及水份組成。由于軟骨組織中軟骨細(xì)胞的代謝活性較低,且無(wú)血管分布,所以軟骨組織損傷后自我修復(fù)能力有限。雖然,目前軟骨組織工程仍處在實(shí)驗(yàn)階段,距離有效臨床應(yīng)用尚有距離,但其發(fā)展速度和臨床應(yīng)用前景已被廣泛關(guān)注。
       
       
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