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3D打印在医疗器械制造领域有哪些应用?

2021-01-03
来源:互联网

  3D 打印通过对材料处理并逐层叠加进行生产,大大降低了制造的复杂度,直接从计算机图形数据中便可生成各种形状的零件,使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。医疗领域,如今已经成为 3D 打印一大热点应用领域。

  医疗器械器材本身具有严苛的精密属性。因此,近几年业内对医疗器械器材、零部件生产配套的技术要求也有所提高。在医疗制件生产配套过程中,对大到高压氧舱,小到助听器、医用纽扣、麻醉咽喉镜等注塑产品的精度、韧性等要求明确。3D 打印作为前沿技术之一,在医疗器械制造方面的应用场景不断扩宽,应用价值日益得到重视。

  自 2019 年 7 月我国第一批 3D 打印医疗器械团体标准开始实施以来,我国医疗 3D 打印应用开始走上快车道。2020 年 7 月 1 日,我国第二批 3D 打印医疗器械标准也正式实施,相关法规和标准体系的逐步建立,也为 3D 打印技术医疗器械产业化应用提供了政策性支撑。

  从整体来看,3D 打印产业链包含了基础配件、辅助运行、3D 打印设备、3D 打印材料、产品应用五个环节。基础配件层包括芯片、步进电机、激光器、控制电路板、打印喷头、振镜系统;辅助运行层包括三维扫描仪、控制软件、切片软件、建模软件;3D 打印材料主要包括树脂基材料、金属材料、生物材料;3D 打印设备主要包括桌面级打印机和工业级打印机;3D 打印应用领域主要包括工业领域、军用领域和民用领域。

  应用广度方面,从最初的医疗模型快速制造,逐渐发展到 3D 打印直接制造助听器外壳、植入物、复杂手术器械和 3D 打印药品,3D 打印在国内的医用已经不再局限于某一个具体场景。应用深度方面,3D 打印没有生命的医疗器械正向打印具有生物活性的器官、人工组织方向发展。

  从具体应用场景来看,在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,然后准确地替换上移植韧带。如要保证手术的精准和微创,医生需要借助一种精密而特殊的手术工具。制造这种工具的镍铬铁合金是一种难加工材料,使用传统的机加工方式制造该手术工具的难度很高,而且所花费的时间长、成本高。这种情况下,使用金属 3D 打印技术进行制造则更为适合。

  手术导板是医生在手术中辅助手术的重要工具。3D 打印手术导板做为辅助手术的一大工具,在实际中的应用较为常见。通常来讲,作为实现精准外科手术的强有力工具,手术导板基于三维重建和手术模拟,通过数字化设计并 3D 打印而成,能够帮助医生在术中精准实施手术,助力手术过程的顺利进行。

  对于 3D 打印而言,连续进行打印不同设计并不意味着重新产生组装成本,这使辅助制造商可以大规模定制各种医用零件。在成本方面,3D 打印不仅在生产过程中受益,而且采用技术本身的成本也比其他制造方法便宜。举例而言,低价 FDM 打印机可以几百美元购买,而且可以自由设计各式各样的产品。

  据市场调研机构分析,从 2015 年到 2020 年,全球 3D 打印医疗器械市场一直以 25.3%的年复合增长率增长,到 2020 年将达 73.3 亿美元。如此巨大的市场空间,也吸引着许多投资者入场。推出高品质的 3D 打印医疗器械,也将为相关企业带来丰厚的市场收益和宝贵的发展机遇。

  当今时代已进入新一轮的工业升级浪潮中,在信息化、智能化、数字化技术发展日益成熟的背景下,3D 打印作为一项重要的技术被应用在工业、医疗、建筑中,无疑会给世界各国的经济、文化发展带来新的动力。


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