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(yī)療領域,如今已經成為 3D 打印一大熱點應用領域,。
醫(yī)療器械器材本身具有嚴苛的精密屬性,。因此,近幾年業(yè)內對醫(yī)療器械器材,、零部件生產配套的技術要求也有所提高,。在醫(yī)療制件生產配套過程中,對大到高壓氧艙,,小到助聽器,、醫(yī)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(yī)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(yī)療器械團體標準開始實施以來,,我國醫(yī)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(yī)療器械標準也正式實施,相關法規(guī)和標準體系的逐步建立,,也為 3D 打印技術醫(yī)療器械產業(yè)化應用提供了政策性支撐,。
從整體來看,3D 打印產業(yè)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(huán)節(jié),。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(yè)級打印機,;3D 打印應用領域主要包括工業(yè)領域、軍用領域和民用領域,。
應用廣度方面,,從最初的醫(yī)療模型快速制造,逐漸發(fā)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(yī)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(yī)療器械正向打印具有生物活性的器官、人工組織方向發(fā)展,。
從具體應用場景來看,,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,然后準確地替換上移植韌帶,。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(yī)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(yī)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(xù)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(guī)模定制各種醫(yī)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(yī)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(yī)療器械,,也將為相關企業(yè)帶來豐厚的市場收益和寶貴的發(fā)展機遇,。
當今時代已進入新一輪的工業(yè)升級浪潮中,在信息化,、智能化,、數字化技術發(fā)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(yè),、醫(yī)療,、建筑中,無疑會給世界各國的經濟,、文化發(fā)展帶來新的動力,。