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一张图看懂3D打印在医疗行业的主要使用

一张图看懂3D打印在医疗行业的主要使用

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发布时间:
2019/01/08
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【摘要】:
国内医疗行业对3D打印手艺的利用始于上世界80年代前期,最初主要用于快速制作3D医疗模子,近年来,跟着3D打印手艺的展开和精准化、天性化医疗需求的增加,3D打印手艺在医疗行业使用在广度和深度方面都得到较着开展。 使用的广度方面,从最初的医疗模型快速制作,逐渐开展到3D打印直接建造助听器外壳、植入物、宏大手术工具和3D打印药品。深度方面,由3D打印没有性命的医疗工具向打印具有生物活性的野生构造、器官

 

国内医疗行业对3D打印手艺的利用始于上世界80年代前期,最初主要用于快速制作3D医疗模子,近年来,跟着3D打印手艺的展开和精准化、天性化医疗需求的增加,3D打印手艺在医疗行业使用在广度和深度方面都得到较着开展。

 

使用的广度方面,从最初的医疗模型快速制作,逐渐开展到3D打印直接建造助听器外壳、植入物、宏大手术工具和3D打印药品。

深度方面,由3D打印没有性命的医疗工具向打印具有生物活性的野生构造、器官的标的目的开展。

 

这些医疗行业的主要利用和在这些利用中使用的次要3D技术及材料可以反应在一张图上:

 

 

 

3D打印的医疗模型和手术导板

 

   手术前根据患者的CT或核磁共振数据截至三维建模,然后经由过程3D打印机将模型打印出来,就得到一个医疗模型。3D打印的医疗模型最主要的感化是让医生在手术前可以直观的看到手术部位的三维结构,有助于医生方案手术计划。出格针对宏大手术,有助于降低手术风险,前进手术的成功率。手术导板是大夫在手术中辅助手术的次要东西,3D打印技术出格适宜建造异型或个性化的导板。

 

3D打印康复东西

 

   3D打印为矫正鞋垫、仿生手、助听器等康复工具带来的真正价格不但仅是完成精准的定制化,更主要体现在让精准、高效的数字化建造技术替换手工制作方法,膨胀消耗周期。

   以已经实现3D打印批量定制化生产的助听器外壳财富为例。传统的办法下,技师需求经由过程患者的耳道模型做出注塑模具。然后经由过程紫外线得到塑料产物。经由过程对塑料产品截至钻音孔和手工处理后得到助听器最终外形。假如在这一过程中出错,就需求重新制作模子。而使用3D打印机制作助听器的流程,始于患者耳道硅胶模或印模的设想,这个步调是经由过程三维扫描仪来完成的然后用建模软件将扫描数据转为3D打印机可读取的假想文件。假想者可以经由过程软件改正三维图像,及创建最终的产品外形。

 

3D打印植入物

 

  由于骨肿瘤、车祸等造成的骨骼缺损、颌面损伤、颅骨修补等,都没法用一般修复产品截至医治,而3D打印产品供给了有用的处置计划,出格是这些打印的假体都是按照患者的自己特征截至见风使舵而制造的

 

  但是“相机行事”这四个字只是归纳综合了3D打印手艺在植入物制造领域的意义之一。3D打印手艺在该领域的另一个意义在于,能够打印出与植入物一体的仿生骨小梁微孔结构,从而无益于人体骨骼的长入。这个意义在3D打印标准化植入物中也同样存在以往骨小梁结构是经由过程在植入物表面截至涂层来实现的没法保证假体的耐久保留率。2015年由北京大学第三医院张克教授团队和爱康宜城公司合作研发的3D打印野生髋关键获得国家食品药品监督打点总局核准,成为我国首个获准财富化的3D打印植入物。

 

3D打印药品

 

 3D打印技术对制药的影响主要表现在4个方面:

1可以完成药物活性身分的天性化定制;

2剂量的天性化定制,为患者供应天性化治疗方案。这类一层一层的打印办法,可以把不同的涂层互相紧密地结合一起,因此可以把某种物质的最大剂量置入一粒药片中。多么病人可以吞服多量或较小的药片;

3可以完成外形的天性化定制。关于不喜欢吃药的儿童来讲这或许是个好办法。经由过程3D打印技术打印出各种有趣的外形,哄宝宝乖乖吃药;

4经由过程3D打印技术使药物具有特别的微观构造,改良药物的释放举动,从而前进疗效并降低反作用。

 

3D打印构造、器官

 

  3D打印在医疗范畴的利用展开时间点可以用一个图表来呈现。其中生物3D打印在图表上的比重最多:20132018年生物医用植入物技术逐渐走向成熟,20132022年原位生物建造技术初步显现并逐渐成熟,20132032年,3D打印残缺人体器官急转直下。

 

  当然目前呈现的生物3D打印器官并不是服从完好、机关完好的器官,但是药物选择测试、疾病的钻研范围已经初步阐扬感化。普通药物选择手艺的临床转化率低,最好的药物测试东西实在是人体。但这一做法并不现实,因为一来人不能承担药物初步选择事情,二来患者个体不同大,身体机关庞大。而将人体细胞在体外构建机关落伍行药物筛选是一种可替代人体的有效法子。

 

3D打印与口腔科

 

   牙齿修复和治疗的本钱是牙科诊所、测验考试室需求思考次要身分,很多有先见之明的牙科诊所、测验考试室已经引入数字化口腔技术,以提升效率、降低本钱。近年来,以软件假想为基础的牙科修复变得普及,很多牙科诊所、测验考试室或专业义齿消耗企业都引入了3D打印手艺。

 

   分离了3D打印的数字化口腔技术为牙科行业带来了精度高、成本低、从命高,战符合尺度化消耗链相符的口腔数据。包罗3D打印在内的数字化牙科技术更重要的意义在于,减少医生手工制作模子、义齿等牙科产品的工夫,将精力回归到口腔疾病的诊断及实施口腔手术自己。

 

   关于牙科技师而言,当然远在医生诊室以外,但只需获得患者的口腔数据,就可以根据医生恳求定制出精准的牙科产物。3D牙科产物的流程和主要应用我可以经由过程下面这一张图来说明:

 

 

 

3D打印与医疗工具制作

 

   建造医疗工具与其他产品一样,新产品的研发阶段需求建造消费品原型截至假想考证。3D打印是一种经济、疾速的产品原型建造方法,但凡利用FDM或SLA 等塑料3D打印技术即可完成快速原型制作,这一点已无需多说。而金属3D打印手艺在医疗工具范畴的潜力已经逾越了原型承担宏大手术东西的建造使命。

比方:

  膝关节前交叉韧带损伤修复手术中,医生首先要去除残存的前交叉韧带,然后精确的交流上移植韧带。如要保证手术的精准和微创,医生需求借助一种精密而特殊的手术东西。

 

 

  建造这类东西的镍铬铁合金是一种难加工材料,操纵传统的机加工办法建造该手术工具的难度很高,而且所花费的时间长、成本高。这类情况下,操纵金属3D打印技术截至建造则更为适合。

 

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