看Stratasys數(shù)字解剖打印技術(shù)如何推動健康科技領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展

來源：Stratasys

CPI是一家致力于推動科學技術(shù)和制造解決方案的應用，以造福人類、環(huán)境和地球的公司，Wayne Morton是CPI的首席機械設(shè)計工程師，他致力于將有趣的技術(shù)應用于全新的應用場景，比如增材制造和3D打印技術(shù)。CPI曾于2019年購入一臺Stratasys J735™打印機，并很快將其升級為J750™數(shù)字解剖打印機*，因為J750擁有更大的打印尺寸，且能打印生物相容性材料。

*J750數(shù)字解剖打印機已升級為J850數(shù)字解剖打印機

“數(shù)字解剖材料非常獨特，可以用于數(shù)字解剖項目和其他產(chǎn)品開發(fā)應用。比如，GelMatrix是一種凝膠狀材料，可為體外診斷（IVD）、微流控和流體處理裝置制作易于拆卸的支撐結(jié)構(gòu)。增材制造讓我們得以在上午提出設(shè)計方案，在下午進行打印，并在同一天進行測試。在一個常規(guī)產(chǎn)品設(shè)計周期內(nèi)，我們可以進行50次以上的迭代，并很快得到一個令我們充滿信心的成熟產(chǎn)品。”

——Wayne Morton    CPI首席機械設(shè)計工程師

數(shù)字解剖材料

• BoneMatrix™
  

復雜的材料沉積模式，可用于模擬多孔骨結(jié)構(gòu)、纖維組織和韌帶。

• GelMatrix™
  

獨特的GelMatrix材料和GelSupport™沉積圖案可用于打印小而復雜的血管結(jié)構(gòu)，內(nèi)部支撐材料可輕松去除。

• TissueMatrix™
  

出色的材料配置讓打印出的模型在受力時的觸感和表現(xiàn)與真實器官組織近乎一致。

應用中的數(shù)字解剖

• 3D打印解剖學模型
  

CPI使用醫(yī)學圖像創(chuàng)建的解剖學設(shè)計渲染圖像。

• 使用J750 3D打印機實現(xiàn)的3D打印設(shè)計
  

由J750數(shù)字解剖打印機制作的一系列設(shè)計，呈現(xiàn)不同材料特性和設(shè)計特點。

• 有靈活支撐結(jié)構(gòu)的3D打印解剖模型
  

經(jīng)過后處理和清洗的最終部件。靈活的支撐結(jié)構(gòu)讓解剖模型可以在原位移動。

“我們正在與NIHR諾丁漢生物醫(yī)學研究中心的胃腸道和肝臟領(lǐng)域合作，該中心正在開發(fā)一種新型的內(nèi)窺鏡。他們希望在不使用尸體或動物模型的條件下測試設(shè)備，所以我們在試驗臺上打印了部分膽管供他們進行現(xiàn)場測試。我們進行了大量的迭代和材料選擇，與他們溝通關(guān)鍵需求（如生物力學上的精確幾何形狀、靈活性及彈性），最終結(jié)合了5、6種不同材料才成功。在沒有數(shù)字解剖技術(shù)的情況下，想要打印這個模型幾乎是不可能的，他們之前沒有見過這樣的模型，甚至不知道這是可行的?！?br />

△開發(fā)新型肝膽模型，用于全新醫(yī)療設(shè)備的系統(tǒng)測試

“數(shù)字解剖技術(shù)讓人們大開眼界，他們都不相信這是一個3D打印的部件?！?br />
——Wayne Morton
CPI首席機械設(shè)計工程師

創(chuàng)建功能和視覺模型，展現(xiàn)數(shù)字解剖打印機的能力
“當我們在CPI調(diào)試新設(shè)備時，要做的不僅是把設(shè)備安裝好、啟動它、獲批然后離開。我們需要展示該設(shè)備可以為不同項目、中小企業(yè)和客戶做些什么。調(diào)試過程的一部分是制作展示模型，來表現(xiàn)該技術(shù)的實際用途。我們有幾個Stratasys模型可以表現(xiàn)視覺模型和生物力學模型之間的差異?！?br />
功能性血管手部模型
“我們制作了一個嵌入在帶有血管系統(tǒng)的手臂上的手部模型，血管系統(tǒng)穿過手臂的末端回到手部。在手掌內(nèi)部，我們創(chuàng)建了骨骼和組織結(jié)構(gòu)，然后在原位增加了管狀適配器和工程型部件的框架?！?br />

視覺頭骨模型
“我們的頭骨模型展現(xiàn)了數(shù)字解剖PolyJet技術(shù)可實現(xiàn)的復雜細節(jié)，很少有技術(shù)能讓你獲得這種程度的細節(jié)，且其他技術(shù)也無法以同樣的方式進行多材料打印?！?br />

數(shù)字解剖的優(yōu)勢
多材料
“它擁有以我們想要的方式進行材料組合的能力。我們有很多科學家和工程師，他們是各自領(lǐng)域的專家。只要你給他們自由，讓他們以這種方式去設(shè)計，或者對材料的特性進行微調(diào)以達到想要的程度——這對我們來說就是一個實用的工具。”

無與倫比的質(zhì)量
“依托J750數(shù)字解剖打印機的高質(zhì)量模式，我們可以將層高減至14微米，這太棒了?！?br />
帶有預設(shè)置和逐層材料控制能力的程序
“數(shù)字解剖打印機自帶的預設(shè)置功能讓我們可以以相對簡單的設(shè)計文件去創(chuàng)造難以置信的復雜模型?！?br />

“這項技術(shù)非常驚人，因為它能打印各種不同的材料。它也讓我們得以脫穎而出，給我們提供了另一個高度的質(zhì)量和設(shè)計自由度。”

——Wayne Morton
CPI首席機械設(shè)計工程師

對投資3D打印技術(shù)的建議

Morton說，當人們剛剛接觸3D打印時，會想到一次性塑料部件，但該技術(shù)的發(fā)展早已遠遠超越了這一范疇。

“有人可能找到我們說，‘我想要為業(yè)務(wù)引入3D打印，你們能提供幫助嗎？’這對我們來說是一個合作機會，因為我們是一家開放的機構(gòu)，我們樂于邀請人們來了解不同類型的技術(shù)，并向他們展示每個系統(tǒng)的優(yōu)缺點?！?br />
在購置打印機前，Morton建議用戶仔細評估自身的使用需求。之后再去尋找適合該應用的技術(shù)，而不是相反的順序。

Morton說，“多和擁有設(shè)備并能給你誠實回答的人交談，了解這種技術(shù)可以怎樣適用于你的應用，因為并非每臺打印機都是合適的工具?！?br />
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