3D打印技術自誕生以來已經走過了幾十年的發展,作為一項比較具有代表性的高新技術在近年來得到快速發展,除了在古文物建筑保護、制造業、航空航天、汽車、船舶、核工業等領域得到廣泛的應用之外,在醫療行業,也在不斷釋放著自身的價值,具有不可限量的市場前景。
3D打印技術在醫療行業的應用最初主要用于快速制造3D醫療模型,在當時,3D打印技術主要用來幫助醫生與患者溝通、準確判斷病情以及進行手術規劃。隨著3D打印技術發展,應用也越來越廣,3D打印技術在精準醫療方面具有顯著的應用,下面我們就一起來看看3D打印在醫療行業具體有哪些應用。
1、3D打印在定制醫療模型和手術導板中應用
在手術前根據患者的CT或核磁共振數據進行三維建模,然后通過3D打印機將模型打印出來,就得到一個醫療模型。3D打印的醫療模型最主要的作用是讓醫生在手術前可以直觀的看到手術部位的三維結構,有助于醫生規劃手術方案。尤其針對復雜手術,有助于降低手術風險,提高手術的成功率。手術導板是醫生在手術中輔助手術的重要工具,3D打印技術尤其適合制造異型或個性化的導板。
2、3D打印在口腔醫學方面的應用
牙齒修復和治療的成本是牙科診所、實驗室需要考慮重要因素,很多有先見之明的牙科診所、實驗室已經引入數字化口腔技術,以提升效率、降低成本。近年來,以軟件設計為基礎的牙科修復變得普及,很多牙科診所、實驗室或專業義齒生產企業都引入了3D打印技術。結合了3D打印的數字化口腔技術為牙科行業帶來了精度高、成本低、效率高,以及符合規范化生產鏈相符的口腔數據。
3、為治療提供精準指導,復雜幾何形狀制造。
3D打印可對復雜幾何形狀物體建模,并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。
實現復雜結構:植入物的多孔結構,堅固、具有足夠的彈性變形空間以及有利于骨生長。多孔結構形狀復雜,尺寸非常小,無法使用傳統機加工技術實現。而金屬3D打印技術可以按照設計方案中的孔隙率、尺寸制造出植入物,為植入物設計優化帶來更高自由度。
4、3D打印在醫療器械制造中的應用
制造醫療器械與其他產品一樣,在新產品的研發階段需要制造出產品原型進行設計驗證。3D打印是一種經濟、快速的產品原型制造方式,通常使用FDM或SLA等塑料3D打印技術即可完成快速原型制造,這一點已無需多說。而金屬3D打印技術在醫 療器械領域的潛力已經超越了原型承擔復雜手術器械的制造任務。例如,在膝關節前交叉韌帶損傷修復手術中,醫生首先要去除殘存的前交叉韌帶,然后準確的替換上移植韌帶。如要保證手術的精準和微創,醫生需要借助一種精密而特殊的手術工具。制造這種工具的鎳鉻鐵合金是一種難加工材料,使用傳統的機加工方式制造該手術工具的難度很高,而且所花費的時間長、成本高。這種情況下,使用金屬3D打印技術進行制造則更為適合。
5、3D打印在制造藥品中的應用
3D打印技術對制藥的影響主要體現在4個方面:一是可以實現藥物活性成分的個性化定制;二是劑量的個性化定制,為患者提供個性化治療方案。 這種一層一層的打印方法,可以把不同的涂層彼此緊密地結合一起,因此可以把某種物質的最大劑量置入一粒藥片中。這樣病人可以吞服少量或較小的藥片;三是可以實現形狀的個性化定制。 對于不喜歡吃藥的兒童來講這或許是個好辦法。通過3D打印技術打印出各種有趣的形狀,哄寶寶乖乖吃藥;四是通過3D打印技術使藥物擁有特殊的微觀結構,改善藥物的釋放行為,從而提高療效并降低副作用。
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