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              3D打印如何助力醫(yī)療器械領(lǐng)域?

              牙科生物醫(yī)療
              2022
              07/27
              20:58
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              3D 打印可以通過提供具有成本效益且易于使用的醫(yī)療設(shè)備來推動先進的醫(yī)療保健。



              在談醫(yī)療保健領(lǐng)域之前,可以先談?wù)勲娮赢a(chǎn)品領(lǐng)域。在電子產(chǎn)品領(lǐng)域,3D噴墨打印機用于打印電路,使用的墨水是一種導(dǎo)電材料,不僅可以在平面 2D 表面上打印電路,還可以在 3D 產(chǎn)品上打印電路。傳統(tǒng)電路板 (PCB) 制作采用減材制造方法,而3D打印是一種增材制造。 減材制造過程涉及從實心板上蝕刻、鉆孔或切割以構(gòu)建最終產(chǎn)品。它非常適合使用多種材料的應(yīng)用以及大尺寸產(chǎn)品的PCB 制造。增材制造是添加一層材料并將這些層粘合在一起,從而開發(fā)產(chǎn)品。3D打印需要具有控制材料密度的能力和制造復(fù)雜特征的能力,使制造過程具有通用性。它可用于一系列工程和制造應(yīng)用,特別是在定制制造中。

              3D 打印在醫(yī)療器械制造中的優(yōu)勢
              3D打印十分經(jīng)濟且無需復(fù)雜的制造步驟,即可提供快速的PCB原型制作。它通過避免初始PCB設(shè)計階段可能出現(xiàn)的設(shè)計錯誤來優(yōu)化PCB設(shè)計過程。柔性PCB上的3D 打印很容易,并且可以使用最新的設(shè)計軟件進行多層 PCB 打印。隨著制造趨勢的增長和軟件的改進,3D打印將不僅僅是一種原型制作工具,而且可以成為生產(chǎn)零件的可行替代方案。3D打印已被用于制造助聽器、牙科植入物等多種醫(yī)療設(shè)備的最終部件,對小批量生產(chǎn)更有利。

              隨著對微型醫(yī)療設(shè)備的需求不斷增長,3D打印已成為有效制造的正確選擇。生物醫(yī)學(xué)傳感器、醫(yī)療植入物和手術(shù)輔助設(shè)備是3D打印電子設(shè)備在醫(yī)療保健中的一些重要應(yīng)用。展望未來,3D打印可以通過在醫(yī)藥領(lǐng)域提供低成本和個性化的健康服務(wù)來協(xié)助制定新的治療策略

              醫(yī)療器械制造中的3D打印技術(shù)
              塑料部件最常用的3D打印技術(shù)是立體光刻 (SLA)、選擇性激光燒結(jié) (SLS) 和熔融沉積成型 (FDM)。如果設(shè)備是使用金屬制造的,則可以使用直接金屬激光燒結(jié) (DMLS) 或激光熔化 (SLM) 方法。SLA 技術(shù)適用于具有嚴格公差和光滑表面的原型,如牙科和醫(yī)療最終用途零件,而 SLS 是修復(fù)體等復(fù)雜幾何形狀的最佳選擇。在使用金屬的應(yīng)用中,可以使用 FDM 打印進行低成本原型制作。DMLS 或 SLM 打印用于構(gòu)建堅固耐用的部件,如骨科植入物。

              3D打印在醫(yī)療器械中的應(yīng)用

              構(gòu)建快速原型:醫(yī)療 PCB 原型設(shè)計是一個關(guān)鍵過程,涉及多次迭代。3D打印為開發(fā)用于醫(yī)療設(shè)備的復(fù)雜電路原型提供了靈活性。它可以快速測試和驗證強度、功能和耐熱性等特性。3D 原型可用作新設(shè)計的概念證明和投資者提案的模型。由于 3D 打印技術(shù),現(xiàn)在可以構(gòu)建高效和定制的醫(yī)療設(shè)備。

              使用生物材料進行組織工程:再生醫(yī)學(xué)使用生物材料、細胞等來制造合成器官、血管、骨骼、瓣膜,甚至合成皮膚。3D打印支持具有替代人體器官移植潛力的組織工程。這些發(fā)展將在未來幾年改變醫(yī)療保健服務(wù)。

              定制藥物的生產(chǎn):3D 打印的引入為制藥行業(yè)提供了個性化的藥物制備。醫(yī)生可以根據(jù)患者的年齡、體重和病史提供更具體的藥物。這可以顯著節(jié)省成本和資源。生物打印器官用于醫(yī)學(xué)臨床試驗。這提高了藥物生產(chǎn)率,也減少了對經(jīng)常用于藥物測試目的的動物的不利影響。

              價格較低的假肢和器官模型:合成器官對醫(yī)學(xué)研究和治療計劃有很大幫助。器官模型可用于了解復(fù)雜的手術(shù)并使患者了解他們的健康狀況。假肢價格昂貴,許多患者不容易負擔得起。然而,3D 打印可以大大降低其成本。



              改善老年人的生活方式:慢性病一直對醫(yī)療保健服務(wù)構(gòu)成挑戰(zhàn)。隨著老年人口的增加,需要能夠減少副作用的創(chuàng)新療法。3D 打印的骨科植入物、合成心臟瓣膜和骨骼改善了許多患者的整體生活質(zhì)量。



              先進的醫(yī)療保健服務(wù):3D 打印可以提供具有生物相容性的個性化醫(yī)用敷料材料。這些材料的柔韌性促進傷口快速愈合。使用3D打印開發(fā)的手術(shù)器械提高了手術(shù)的準確性?,F(xiàn)在可以用3D打印技術(shù)制造微流體芯片。這些芯片可以檢測出人體的異常情況,并可用于實時診斷。

              3D打印醫(yī)療設(shè)備的監(jiān)管批準



              使用 3D 打印技術(shù)制造醫(yī)療設(shè)備變得非常容易。生產(chǎn)高度定制產(chǎn)品的靈活性使 3D 打印在醫(yī)療設(shè)備生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。在發(fā)揮3D打印的優(yōu)勢的同時還要注意醫(yī)療設(shè)備的安全性。因此,3D 打印醫(yī)療設(shè)備的監(jiān)管批準是強制性的。

              美國食品藥品監(jiān)督管理局 (FDA) 根據(jù)所涉及的風(fēng)險將醫(yī)療器械分為三類。盡管FDA不監(jiān)管3D打印機,但它監(jiān)管使用3D打印制造的醫(yī)療設(shè)備。監(jiān)管審查隨著醫(yī)療器械的類別而增加。

              第 1 類包括低風(fēng)險部件,如繃帶或手持式手術(shù)器械。
              第 2 類包括中度風(fēng)險設(shè)備,如注射器、輸血工具包等。
              第3類包括用作生命支持系統(tǒng)的產(chǎn)品。它可以是起搏器、除顫器、呼吸機或植入假肢。為確保第三類醫(yī)療器械的安全,需要詳細的臨床試驗數(shù)據(jù)。

              結(jié)論
              醫(yī)療保健服務(wù)可以通過使用基于3D打印技術(shù)的醫(yī)療設(shè)備為患者提供高質(zhì)量的體驗。醫(yī)療和制藥領(lǐng)域的發(fā)展空間巨大,可以充分發(fā)揮新興3D打印技術(shù)的特點。


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