3D打印技術(shù),又稱增材制造,它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),將材料逐層堆積制造出實體物品的快速成型制造工藝。
3D打印有個性化、小批量和高效率等優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用于航天航空、汽車、醫(yī)療、機(jī)械、消費(fèi)電子產(chǎn)品、夾具檢具定制、影視道具等眾多領(lǐng)域中,具有相當(dāng)高的應(yīng)用價值。
在醫(yī)療領(lǐng)域,3D打印具有的技術(shù)優(yōu)勢,正好滿足了醫(yī)療領(lǐng)域“量體裁衣,度身定做”的要求,提供了有效的技術(shù)補(bǔ)充。
接下來將介紹中科院廣州電子的3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域里牙齒矯治、假肢矯形器、器官模型的應(yīng)用。
牙齒矯治
傳統(tǒng)的口腔正畸,患者咬出由快速定型膠劑做成的基礎(chǔ)牙模,還要經(jīng)過專業(yè)醫(yī)生不斷對牙模進(jìn)行角度、方向及偏差的調(diào)整。這個制作過程費(fèi)時費(fèi)力,而且定型膠劑成型后會有一定程度的收縮變形,使得翻模后精度有所偏差,不貼合人體牙齒構(gòu)造,最終制作出來的牙模不僅會影響患者的佩戴舒適度,還會影響到牙齒矯正的速度,延長患者就診時間。
隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展,如今用掃描儀掃描患者的口腔,生成三維數(shù)字化模型后發(fā)送至3D打印機(jī)進(jìn)行打印,就可以快速獲得高精度的牙模。通過3D打印的正畸牙套可直接佩戴,提高了就診效率,改善了患者口腔咬合的就診體驗。
相比傳統(tǒng)的牙齒矯正器,3D打印透明矯正器不僅隱形、美觀,而且尺寸更適合患者在矯正期間每個階段的牙齒狀態(tài)。目前的3D打印技術(shù)結(jié)合口腔掃描,牙科實驗室可以準(zhǔn)確、快速地生產(chǎn)牙冠、齒橋、牙科模型、矯正器等一系列牙科產(chǎn)品。
假肢矯形器
傳統(tǒng)石膏模型,是由技師根據(jù)患者的肢體特點,用石膏繃帶將患者的肢部位進(jìn)行包覆取模,凝固后得到模腔,再用石膏漿灌入到模腔翻模,最終得到和患者肢部位尺寸相等的殘肢模型。
需要注意的是,這個殘肢模型并不能直接使用,還需通過技術(shù)人員的修模處理,讓專業(yè)的假肢技師或矯形技師用復(fù)雜的工藝手段,最終制作成滿足患者穿戴的假肢或假肢矯形器。
3D打印技術(shù)可以節(jié)省大量的人力物力和時間,通過3D打印快速成型的假肢矯形器,更加貼合患者的肢體構(gòu)造,提升使用者的舒適感,同時通過3D打印的假肢矯形器制造成本較低,極大減輕了使用者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
器官模型
腎臟是人體中十分重要的器官,3D打印模型可根據(jù)真實的患者成像數(shù)據(jù),在打印過程中高度模仿各種組織特性。
3D打印技術(shù)可以打印出全彩且逼真的3D打印器官模型,有助于識別并避免對復(fù)雜或高容量腫瘤導(dǎo)致的精細(xì)附近動脈和血管的損害,幫助進(jìn)行更精準(zhǔn)的手術(shù)規(guī)劃。
此外,3D打印模型還可以用于向患者解釋病情,以及提前計劃復(fù)雜手術(shù)流程,減少手術(shù)時間及相關(guān)費(fèi)用和風(fēng)險。
3D打印技術(shù)可以直接從計算機(jī)導(dǎo)入數(shù)據(jù)生成任何形狀的樣件,避免了一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的開發(fā)開模環(huán)節(jié)所帶來的人力物力的消耗,縮短產(chǎn)品定制周期,節(jié)省人力、物力和時間,具有制造成本低、研發(fā)周期短、生產(chǎn)效率高等不可比擬的優(yōu)勢。
隨著3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展,社會對3D打印的認(rèn)知程度越來越高,3D打印的應(yīng)用場景會越來越豐富,相信未來3D打印在醫(yī)療行業(yè)能有更廣闊的發(fā)展前景!
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