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3D打印技術為醫療行業帶來的革新

目前,來勢洶洶的新型冠狀病毒疫情牽動著所有人的心,國內乃至國際的醫學專家和科研人員正全力以赴地開展病毒研究和疫苗研制工作。在3D打印行業,“全國首個新型冠狀病毒肺部感染病例3D模型成功建模并完成打印”,“3D打印醫用護目鏡,馳援抗“疫”一線”,3D打印口罩”等訊息受到了廣泛關注。

3D打印技術為醫療行業帶來的革新
3D打印新型冠狀病毒肺部感染模型

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3D打印醫用護目鏡

 

其實,這早已不是3D打印技術首次在醫學領域“大展拳腳”。增材制造技術引入醫學領域被視為醫療領域的一場新革命,已經逐漸滲透到手術規劃、訓練模型、個性化醫療器械以及個性化人工植入假體等應用中。

手術預演模型


對于風險高、難度大的手術,醫務工作者進行術前規劃十分重要。在以往的手術預演過程中,醫務工作者往往需要通過CT、核磁共振(MRI)等影像設備獲取患者的數據,之后再將二維醫學影像利用軟件轉換成逼真的三維數據。如今,醫務工作者可以借助3D打印機等設備,將三維模型直接打印出來。這樣做,既可輔助醫生進行精準的手術規劃、提高手術的成功率,又便于醫務工作者與患者針對手術方案進行溝通和交流。
英國北愛爾蘭貝爾法斯特市醫院的外科醫生利用3D打印的腎臟復制品預演手術進程,完全切除了腎臟囊腫,幫助實現了關鍵的移植手術,而且縮短了移植者的康復期,手術獲得成功。

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3D打印1:1腎臟模型

手術導板

作為手術實施過程中的輔助手術工具 ,手術導板可以幫助醫務工作者準確實施手術方案。目前,手術導板的類型已經包括關節類導板、脊柱導板、口腔種植體導板等。借助3D打印制作的手術導板,首先能通過三維掃描技術對患者患處得出三維數據,可以讓醫生獲得最真實的信息,從而更好地規劃手術。其次在彌補了傳統手術導板制造工藝不足之處的同時,也能對導板的尺寸、形狀等按需進行調整。這樣做,可以使不同的患者都具有符合自己真正需要的導板 。其制造成本也不高,即便普通患者也負擔得起。

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牙科應用

近年來,3D打印在牙科領域的應用一直是人們關注的熱點。從總體來看,3D打印在牙科領域的應用主要集中在金屬牙齒、隱形牙套設計及制作等方面。3D打印前沿技術的出現,為需要進行牙齒矯正的人實現個性化定制牙套創造了更多可能。在不同的牙齒矯正階段,矯正者需要的牙套是不同的,借助3D打印來制作矯正牙齒所需的多副牙套,不僅有助于牙齒的健康發育,也能降低牙套的制作成本。

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不論是三維口腔掃描、CAD設計軟件還是用3D打印牙模、牙冠,這些數字化技術的意義在于,使醫生逐漸不必再親自動手制作模型、義齒等牙科產品、承擔牙科技師的工作,而是將更多精力回歸到口腔疾病的診斷及實施口腔手術本身。對于牙科技師而言,雖然遠在醫生診室之外,但只要獲得患者的口腔數據,就可以根據醫生要求定制出精準的牙科產品。

 

康復醫療器械

 

3d打印為矯正鞋墊、仿生手、助聽器等康復器械帶來的真正價值不僅僅是實現精準的定制化,更主要體現在讓精準、高效的數字化制造技術代替傳統制作方式,降低單個定制化康復醫療器械的成本,縮短制作周期。3D打印工藝多樣化,3D打印材料種類繁多。SLA 光固化3D打印技術憑借其加工速度快,精度高,光敏樹脂材料成型表面質量好,成本適中等優勢被醫療器械行業廣泛用于快速原型制造。

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以已經實現3d打印批量定制化生產的助聽器外殼產業為例。在傳統的方式下,技師需要通過患者的耳道模型做出注塑模具。然后通過紫外線得到塑料產品。通過對塑料產品進行鉆音孔和手工處理后得到助聽器最終形狀。如果在這一過程中出錯,就需要重新制作模型。而使用3d打印機制作助聽器的流程,始于患者耳道硅膠模或印模的設計,這個步驟是通過三維掃描儀來完成的。 然后用CAD軟件將掃描數據轉為3d打印機可讀取的設計文件。 設計者可以通過軟件修改三維圖像,及創建最終的產品形狀。

 

3D打印技術具有成本低、交付快、無需組裝、設計感強的優勢,因而受到非常多企業的喜愛。3D打印與醫療的結合將個性化定制與快速成型的特點發揮得淋漓盡致。3D打印機在某種意義上講是一種工具,但當它與其他技術相結合,再加上具體的應用領域就能發揮無限的價值和想象。近年來,隨著我國醫療市場份額的不斷擴大,發展3D打印醫療產品已經是大勢所趨。我國各級政府部門也不斷地推出了多項政策來支持醫療3D打印產業的發展。 我們堅信,隨著增材制造技術的不斷發展,必將為醫學領域和醫療行業帶來更多顛覆性的革新。數造科技3D打印也將繼續深入與醫療行業的合作,促進醫療行業向智能化、高效化、專業化轉變。

 

 

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