3D打印技術(shù)自誕生以來(lái)已經(jīng)走過(guò)了幾十年的發(fā)展,作為一項(xiàng)比較具有代表性的高新技術(shù)在近年來(lái)得到快速發(fā)展,除了在古文物建筑保護(hù)、制造業(yè)、航空航天、汽車、船舶、核工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用之外,在醫(yī)療行業(yè),也在不斷釋放著自身的價(jià)值,具有不可限量的市場(chǎng)前景。
3D打印技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用最初主要用于快速制造3D醫(yī)療模型,在當(dāng)時(shí),3D打印技術(shù)主要用來(lái)幫助醫(yī)生與患者溝通、準(zhǔn)確判斷病情以及進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃。隨著3D打印技術(shù)發(fā)展,應(yīng)用也越來(lái)越廣,3D打印技術(shù)在精準(zhǔn)醫(yī)療方面具有顯著的應(yīng)用,下面我們就一起來(lái)看看3D打印在醫(yī)療行業(yè)具體有哪些應(yīng)用。
1、3D打印在定制醫(yī)療模型和手術(shù)導(dǎo)板中應(yīng)用
在手術(shù)前根據(jù)患者的CT或核磁共振數(shù)據(jù)進(jìn)行三維建模,然后通過(guò)3D打印機(jī)將模型打印出來(lái),就得到一個(gè)醫(yī)療模型。3D打印的醫(yī)療模型最主要的作用是讓醫(yī)生在手術(shù)前可以直觀的看到手術(shù)部位的三維結(jié)構(gòu),有助于醫(yī)生規(guī)劃手術(shù)方案。尤其針對(duì)復(fù)雜手術(shù),有助于降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn),提高手術(shù)的成功率。手術(shù)導(dǎo)板是醫(yī)生在手術(shù)中輔助手術(shù)的重要工具,3D打印技術(shù)尤其適合制造異型或個(gè)性化的導(dǎo)板。
2、3D打印在口腔醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用
牙齒修復(fù)和治療的成本是牙科診所、實(shí)驗(yàn)室需要考慮重要因素,很多有先見(jiàn)之明的牙科診所、實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)引入數(shù)字化口腔技術(shù),以提升效率、降低成本。近年來(lái),以軟件設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的牙科修復(fù)變得普及,很多牙科診所、實(shí)驗(yàn)室或?qū)I(yè)義齒生產(chǎn)企業(yè)都引入了3D打印技術(shù)。結(jié)合了3D打印的數(shù)字化口腔技術(shù)為牙科行業(yè)帶來(lái)了精度高、成本低、效率高,以及符合規(guī)范化生產(chǎn)鏈相符的口腔數(shù)據(jù)。
3、為治療提供精準(zhǔn)指導(dǎo),復(fù)雜幾何形狀制造。
3D打印可對(duì)復(fù)雜幾何形狀物體建模,并與已有的二維數(shù)據(jù)相結(jié)合,得到科學(xué)準(zhǔn)確的病人病變部位模型,為醫(yī)生手術(shù)治療提供精準(zhǔn)指導(dǎo)。
實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu):植入物的多孔結(jié)構(gòu),堅(jiān)固、具有足夠的彈性變形空間以及有利于骨生長(zhǎng)。多孔結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜,尺寸非常小,無(wú)法使用傳統(tǒng)機(jī)加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)。而金屬3D打印技術(shù)可以按照設(shè)計(jì)方案中的孔隙率、尺寸制造出植入物,為植入物設(shè)計(jì)優(yōu)化帶來(lái)更高自由度。
4、3D打印在醫(yī)療器械制造中的應(yīng)用
制造醫(yī)療器械與其他產(chǎn)品一樣,在新產(chǎn)品的研發(fā)階段需要制造出產(chǎn)品原型進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證。3D打印是一種經(jīng)濟(jì)、快速的產(chǎn)品原型制造方式,通常使用FDM或SLA等塑料3D打印技術(shù)即可完成快速原型制造,這一點(diǎn)已無(wú)需多說(shuō)。而金屬3D打印技術(shù)在醫(yī) 療器械領(lǐng)域的潛力已經(jīng)超越了原型承擔(dān)復(fù)雜手術(shù)器械的制造任務(wù)。例如,在膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶損傷修復(fù)手術(shù)中,醫(yī)生首先要去除殘存的前交叉韌帶,然后準(zhǔn)確的替換上移植韌帶。如要保證手術(shù)的精準(zhǔn)和微創(chuàng),醫(yī)生需要借助一種精密而特殊的手術(shù)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(tǒng)的機(jī)加工方式制造該手術(shù)工具的難度很高,而且所花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)、成本高。這種情況下,使用金屬3D打印技術(shù)進(jìn)行制造則更為適合。
5、3D打印在制造藥品中的應(yīng)用
3D打印技術(shù)對(duì)制藥的影響主要體現(xiàn)在4個(gè)方面:一是可以實(shí)現(xiàn)藥物活性成分的個(gè)性化定制;二是劑量的個(gè)性化定制,為患者提供個(gè)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(jié)合一起,因此可以把某種物質(zhì)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(shí)現(xiàn)形狀的個(gè)性化定制。 對(duì)于不喜歡吃藥的兒童來(lái)講這或許是個(gè)好辦法。通過(guò)3D打印技術(shù)打印出各種有趣的形狀,哄寶寶乖乖吃藥;四是通過(guò)3D打印技術(shù)使藥物擁有特殊的微觀結(jié)構(gòu),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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