3D打印技術自誕生以來已經(jīng)走過了幾十年的發(fā)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(fā)展,除了在古文物建筑保護、制造業(yè)、航空航天、汽車、船舶、核工業(yè)等領域得到廣泛的應用之外,在醫(yī)療行業(yè),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(yī)療行業(yè)的應用最初主要用于快速制造3D醫(yī)療模型,在當時,3D打印技術主要用來幫助醫(yī)生與患者溝通、準確判斷病情以及進行手術規(guī)劃。隨著3D打印技術發(fā)展,應用也越來越廣,3D打印技術在精準醫(yī)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(yī)療行業(yè)具體有哪些應用。
1、3D打印在定制醫(yī)療模型和手術導板中應用
在手術前根據(jù)患者的CT或核磁共振數(shù)據(jù)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(yī)療模型。3D打印的醫(yī)療模型最主要的作用是讓醫(yī)生在手術前可以直觀的看到手術部位的三維結構,有助于醫(yī)生規(guī)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(yī)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(yī)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(jīng)引入數(shù)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(yè)義齒生產(chǎn)企業(yè)都引入了3D打印技術。結合了3D打印的數(shù)字化口腔技術為牙科行業(yè)帶來了精度高、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(shù)據(jù)相結合,得到科學準確的病人病變部位模型,為醫(yī)生手術治療提供精準指導。
實現(xiàn)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(tǒng)機加工技術實現(xiàn)。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(yōu)化帶來更高自由度。
4、3D打印在醫(yī)療器械制造中的應用
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)品原型進行設計驗證。3D打印是一種經(jīng)濟、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(yī) 療器械領域的潛力已經(jīng)超越了原型承擔復雜手術器械的制造任務。例如,在膝關節(jié)前交叉韌帶損傷修復手術中,醫(yī)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(chuàng),醫(yī)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(tǒng)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(xiàn)在4個方面:一是可以實現(xiàn)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(xiàn)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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