探討3D打印技術在醫療器械領域的應用
發布時間:2018-09-14 責任編輯:wenwei
【導讀】3D打(da)印(yin)是(shi)一(yi)種(zhong)計(ji)算(suan)機(ji)控(kong)製(zhi),基(ji)於(yu)數(shu)字(zi)模(mo)型(xing)文(wen)件(jian),通(tong)過(guo)計(ji)算(suan)機(ji)輔(fu)助(zhu)設(she)計(ji)或(huo)斷(duan)層(ceng)掃(sao)描(miao)數(shu)據(ju),按(an)照(zhao)逐(zhu)層(ceng)疊(die)加(jia)的(de)原(yuan)理(li),通(tong)過(guo)打(da)印(yin)材(cai)料(liao)構(gou)建(jian)出(chu)三(san)維(wei)立(li)體(ti)精(jing)細(xi)的(de)模(mo)型(xing),近(jin)年(nian)來(lai),3D打印技術發展迅速,在傳統醫藥行業市場中,工廠批量生產的生物材料不能滿足病人需求,新生3D打印技術具有個性化、小批量和高精度等優勢,可以解決健康產業個性化需求與生產規模之間的矛盾。目前,3D個性打印已在牙科、骨科等領域得到應用。

3D打印的分類
1光固化立體印刷(SLA)
簡稱光造型術,是目前最廣泛的3D打da印yin工gong藝yi。通tong過guo液ye體ti光guang敏min聚ju合he物wu經jing紫zi外wai照zhao射she處chu理li來lai描miao繪hui物wu體ti,從cong而er達da到dao建jian模mo的de目mu的de。在zai光guang固gu化hua材cai料liao中zhong低di聚ju物wu是shi最zui基ji礎chu的de材cai料liao,包bao括kuo聚ju富fu馬ma酸suan二er羥qiang丙bing酯zhi(PPF)、脂肪族聚酯、聚碳酸酯以及蛋白質、多(duo)糖(tang)等(deng)天(tian)然(ran)高(gao)分(fen)子(zi)。為(wei)了(le)降(jiang)低(di)係(xi)統(tong)的(de)黏(nian)度(du),避(bi)免(mian)由(you)於(yu)噴(pen)嘴(zui)的(de)高(gao)黏(nian)度(du)導(dao)致(zhi)堵(du)塞(sai),需(xu)要(yao)在(zai)反(fan)應(ying)體(ti)係(xi)中(zhong)加(jia)入(ru)雙(shuang)鍵(jian)的(de)小(xiao)分(fen)子(zi)溶(rong)劑(ji),即(ji)稀(xi)釋(shi)劑(ji)。稀(xi)釋(shi)劑(ji)可(ke)以(yi)參(can)與(yu)整(zheng)個(ge)固(gu)化(hua)反(fan)應(ying),在(zai)光(guang)敏(min)樹(shu)脂(zhi)體(ti)係(xi)中(zhong)十(shi)分(fen)重(zhong)要(yao)。SLA具有成型速度快、精度高的特點,但也存在製作成本較高、清洗雜質時可能會影響原形狀等缺點。
2熔融沉積成型(FDM)
也ye被bei稱cheng為wei熔rong融rong堆dui積ji法fa。選xuan用yong熱re熔rong噴pen頭tou,將jiang半ban流liu動dong狀zhuang態tai的de材cai料liao在zai指zhi定ding的de位wei置zhi凝ning集ji,逐zhu層ceng堆dui積ji後hou形xing成cheng器qi件jian。該gai工gong藝yi主zhu要yao選xuan用yong熱re塑su性xing材cai料liao,包bao括kuo石shi蠟la、塑料、尼龍絲和低熔點金屬、陶瓷等。該方法適用於製備中小型規模(中等複雜度)零件,不適合製造大型零件。
3選擇性激光燒結(SLS)
jiliyonghongwaijiguangshushaojiefenmo。juyoujiagongsudukuaideyoudian,danshichengxingchanpinbiaomianjiaocucao,chuliguochengzhonghuichanshengfenchenhuoduqi,gaowenyehuizaochengyibufencailiaobianxinghuojiangjie。
3D打印技術在醫療器械領域的應用
1構建個體化3D模型,模擬或指導手術過程
傳統手術治療的醫學模式主要是通過X射線等影像學檢查獲得的二維數據,根據醫生的經驗確定手術方案,不能滿足個體化需求。3D打印可對複雜幾何形狀物體建模,並與已有的二維數據相結合,得到科學準確的病人病變部位模型,為醫生手術治療提供精準指導。
23D打印人工骨支架
骨gu組zu織zhi主zhu要yao由you米mi羥qiang基ji磷lin灰hui石shi和he膠jiao原yuan組zu成cheng,成cheng分fen簡jian單dan,構gou建jian骨gu組zu織zhi工gong程cheng得de到dao了le廣guang泛fan關guan注zhu,並bing取qu得de飛fei速su發fa展zhan。傳chuan統tong的de支zhi架jia技ji術shu,不bu能neng在zai微wei觀guan上shang對dui支zhi架jia的de孔kong徑jing進jin行xing調tiao控kong,而er3D打印技術可以模仿天然骨複雜多孔的結構,使構建精細骨組織支架成為了可能。
33D打印人工器官和血管
相比較傳統的人造器官,3D生sheng物wu打da印yin製zhi造zao的de器qi官guan更geng容rong易yi被bei人ren體ti接jie受shou,可ke降jiang解jie,並bing且qie可ke以yi代dai替ti損sun傷shang的de器qi官guan。但dan如ru何he保bao持chi組zu織zhi工gong程cheng裏li細xi胞bao的de活huo性xing也ye是shi目mu前qian器qi官guan打da印yin的de難nan點dian。
4軟骨組織工程方麵的應用
軟骨組織是由膠原、一(yi)部(bu)分(fen)細(xi)胞(bao)以(yi)及(ji)水(shui)份(fen)組(zu)成(cheng)。由(you)於(yu)軟(ruan)骨(gu)組(zu)織(zhi)中(zhong)軟(ruan)骨(gu)細(xi)胞(bao)的(de)代(dai)謝(xie)活(huo)性(xing)較(jiao)低(di),且(qie)無(wu)血(xue)管(guan)分(fen)布(bu),所(suo)以(yi)軟(ruan)骨(gu)組(zu)織(zhi)損(sun)傷(shang)後(hou)自(zi)我(wo)修(xiu)複(fu)能(neng)力(li)有(you)限(xian)。雖(sui)然(ran),目(mu)前(qian)軟(ruan)骨(gu)組(zu)織(zhi)工(gong)程(cheng)仍(reng)處(chu)在(zai)實(shi)驗(yan)階(jie)段(duan),距(ju)離(li)有(you)效(xiao)臨(lin)床(chuang)應(ying)用(yong)尚(shang)有(you)距(ju)離(li),但(dan)其(qi)發(fa)展(zhan)速(su)度(du)和(he)臨(lin)床(chuang)應(ying)用(yong)前(qian)景(jing)已(yi)被(bei)廣(guang)泛(fan)關(guan)注(zhu)。
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