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在传统医药行业市场中,工厂批量生产的生物材料已不能满足病人需求,在医疗领域,患者个体差异明显、身体组织复杂,对价格太敏感等特征,需要更加贴合病人病理特征的生物材料辅助治疗,而新生3d打印技术凭借其个性化、小批量和高精度等优势,可以轻松解决健康产业个性化需求与生产规模之间的矛盾。

随着3d打印技术发展,3d打印技术应用也越来越广,其中航空航天、医疗领域正是利用3d打印技术最为深入的行业。经过几年的发展,3d打印技术在精准医疗方面具有显著的应用,3d打印医疗手术导板、手术模型及植入物手术,主要应用在骨科、肿瘤科、口腔、肝胆、泌尿等16个科室。

3d打印的优势

传统的产品设计通过3d打印来完成,并没有发挥3d打印真正价值,更多时候,需要突破设计思维的限制,发挥3d打印的自由造型优势,3d打印的复杂性边际成本几乎为零,也就是说产品的几何形状越复杂,通过增材制造来加工就越具备性价比优势。3d打印还具备个性化定制、复杂几何形状、功能集成等优势。

个性化定制:

前面提到,在生物医疗领域,需要更加符合病例需求的定制化生物材料辅助治疗,3d打印技术可通过3d扫描仪的出精准数据,打印出与病人需求高度契合的产品,让其在最短的时间内获得最适合的产品,助其早日康复。3d打印在个性化定制上的应用案例有:医疗模型、仿生耳、组织器官、植入、助听器外壳等。

3d打印耳软骨

3d打印牙桥、牙冠

复杂几何形状:

3d打印可对复杂几何形状物体建模,并与已有的二维数据相结合,得到科学准确的病人病变部位模型,为医生手术治疗提供精准指导。

植入物

实现复杂结构:植入物的多孔结构,坚固、具有足够的弹性变形空间以及有利于骨生长。多孔结构形状复杂,尺寸非常小,无法使用传统机加工技术实现。而金属3d打印技术可以按照设计方案中的孔隙率、尺寸制造出植入物,为植入物设计优化带来更高自由度。

功能集成:

脊柱重建手术中使用的垫块,采用3d打印技术进行生产,产品设计采用颠覆性的思路,垫块根据患者解剖条件或医生的要求进行调整,同时作为垫块对脊椎起到加强作用,制造亮点,通过金属3d打印技术一次制作完成,省去了将拆分制造的产品进行装配的步骤。

(图片来源:意大利tsunami medical)

增材制造的价值体现

考虑是否用3d打印技术的时候,通常会过于关注生产效益,而忽略了综合效益,这对3d打印来说是不公平的。二者结合来看,3d打印在各领域的应用还是具备明显优势的。

生产效益:生产效益专注于制造过程,包括减少材料消耗,缩短交货时间,最小的模具成本,降低装配成本和自动化的影响等等。

综合效益:在只用通过增材制造出来的产品的时候,来自如减轻重量带来的燃油效益,更高的性能和可靠性,更长的寿命收益,更快的新产品推出,市场相应速度,减少库存以及更好的适应性和更具吸引力的产品带来的附加值等等。

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