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3D打印應用篇之醫療器械制造

時間: 2021-07-23 14:36
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  醫療器械也可以通過3D打印實現了!3D打印通過對材料處理并逐層疊加進行生產,大大降低了制造的復雜度,直接從計算機圖形數據中便可生成各種形狀的零件,使生產制造得以向更廣的生產人群范圍延伸。醫療領域,如今已經成為3D打印一大熱點應用領域。

  

3D打印應用篇之一——醫療器械制造


  醫療器械器材本身具有嚴苛的精密屬性。因此,近幾年業內對醫療器械器材、零部件生產配套的技術要求也有所提高。在醫療制件生產配套過程中,對大到高壓氧艙,小到助聽器、醫用紐扣、麻醉咽喉鏡等注塑產品的精度、韌性等要求明確。3D打印作為前沿技術之一,在醫療器械制造方面的應用場景不斷擴寬,應用價值日益得到重視。

  自2019年7月我國第一批3D打印醫療器械團體標準開始實施以來,我國醫療3D打印應用開始走上快車道。2020年7月1日,我國第二批3D打印醫療器械標準也正式實施,相關法規和標準體系的逐步建立,也為3D打印技術醫療器械產業化應用提供了政策性支撐。

  從整體來看,3D打印產業鏈包含了基礎配件、輔助運行、3D打印設備、3D打印材料、產品應用五個環節。基礎配件層包括芯片、步進電機、激光器、控制電路板、打印噴頭、振鏡系統;輔助運行層包括三維掃描儀、控制軟件、切片軟件、建模軟件;3D打印材料主要包括樹脂基材料、金屬材料、生物材料;3D打印設備主要包括桌面級打印機和工業級打印機;3D打印應用領域主要包括工業領域、軍用領域和民用領域。

  應用廣度方面,從最初的醫療模型快速制造,逐漸發展到3D打印直接制造助聽器外殼、植入物、復雜手術器械和3D打印藥品,3D打印在國內的醫用已經不再局限于某一個具體場景。應用深度方面,3D打印沒有生命的醫療器械正向打印具有生物活性的器官、人工組織方向發展。

  從具體應用場景來看,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,然后準確地替換上移植韌帶。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。

  手術導板是醫生在手術中輔助手術的重要工具。3D打印手術導板做為輔助手術的一大工具,在實際中的應用較為常見。通常來講,作為實現精準外科手術的強有力工具,手術導板基于三維重建和手術模擬,通過數字化設計并3D打印而成,能夠幫助醫生在術中精準實施手術,助力手術過程的順利進行。

  對于3D打印而言,連續進行打印不同設計并不意味著重新產生組裝成本,這使輔助制造商可以大規模定制各種醫用零件。在成本方面,3D打印不僅在生產過程中受益,而且采用技術本身的成本也比其他制造方法便宜。舉例而言,低價FDM打印機可以幾百美元購買,而且可以自由設計各式各樣的產品。

  據市場調研機構分析,從2015年到2020年,全球3D打印醫療器械市場一直以25.3%的年復合增長率增長,到2020年將達73.3億美元。如此巨大的市場空間,也吸引著許多投資者入場。推出高品質的3D打印醫療器械,也將為相關企業帶來豐厚的市場收益和寶貴的發展機遇。

  當今時代已進入新一輪的工業升級浪潮中,在信息化、智能化、數字化技術發展日益成熟的背景下,3D打印作為一項重要的技術被應用在工業、醫療、建筑中,無疑會給世界各國的經濟、文化發展帶來新的動力。


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