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医疗领域




一、概述


     人类是很脆弱的生物,稍不留神,身体上就会受到伤害而无法弥补。现在好了,利用3D打印技术培养出人体细胞及组织,从而制造出医疗植入物将提高伤残人士的生活质量。

     3D打印的人体器官有很多优势,它可以根据人体特征进行精确配型,让打印出的器官及组织在人体内更好的工作。如今这种技术已被应用于制造更好的钛质骨植入物、义肢以及矫正设备。

   当前,3D打印已经成功打印出人体的各器官,而且这些器官和组织已经应用于手术之中。目前,3D打印技术在医疗应用方面的研究涉及纳米医学、制药乃至器官制造。例如美国的3D Systems公司,目前已提供能够复制人体器官的设备。使用CT扫描等医学图像,这些打印机能够做出由各种丙烯酸树脂制造成的半透明模型,从而让医务工作者了解肝脏和肾脏的内部结构,如血管方向或是肿瘤的准确位置。

     在制造中部分的使用聚乙烯醇,能够让器官复制品的外观更为逼真,同时还 像器官一样湿润,并带有纹理。这也让医务工作者使用手术刀切割器官复制品时更加逼真。通常情况下,依据器官的大小,制造其复制品需要数个小时至半天时间。 不过整个过程,包括把原始医疗图像转换为可打印的3D数据,则需要几天时间。

 

二、应用案例


1、义肢

打印设备

扫描设备:OpticScan 通用系列 三维扫描仪

推荐产品:EOS P系列

打印材料:尼龙材质


近日,3D Systems公司公布了他们制作的首例3D打印的混合动力外骨骼机器人套装。这套装备是3D Systems公司联合EksoBionics公司合作生产的,并在布达佩斯奇点大学举办的活动上首次展示出来。

作家兼专业播音员Amanda Boxtel现场试穿了这套很酷的外骨骼机械套装,十几年被禁锢在轮椅上的她霎时变身威风凛凛的未来女战士。

1992年2月27日,Amanda Boxtel在科罗拉多州阿斯蓬滑雪时失足跌倒。这次事故使她腰部以下完全瘫痪。医生告诉她,她再也不能走路了。但这次Amanda穿上3D打印的机械外骨骼,挺起胸膛,自如地走在布达佩斯的街道上。
 
“经历了多年的等待和期盼,我十分感激,也十分激动能成就这一刻,可以用第一个3D打印义肢套装。这对我来说太特别了!”Amanda Boxtel说道。

为了使这套外骨骼与Amanda完美契合,3D Systems公司的设计师使用三维扫描数 字化阿曼达的大腿、小腿和脊柱的轮廓,并创建一个个性化的三维模型,以此作为机械部件外形设计的基础。Ekso Bionics公司负责提供精密的机械传动和控制系统的设计制造。最后这些契合Amanda体形特征的各种零部件通过3D打印完成,有史以来第一个定制的 外骨骼机器人套装就此完成。

“这个项目代表了人类的创造力和技术的胜利,他们以一种令人震惊的美丽、时尚的功能性设计恢复了我的运动功能。” Boxtel说。自从十五年前受到永久性的脊髓损伤,Amanda Boxtel并没有颓废,她到处进行充满激情和活力的励志演讲,她以自己一路走来的经历、宝贵的人生感悟,以及温暖而迷人微笑感染着无数听众。

3D Systems公司总裁兼CEO Avi Reichental说:“我相信最美丽和最佳的功能设计是大自然的专利,而受到Amanda令人钦佩的精神的感召,我们将大自然的美丽与3D打印的功能创造结合在一起,让她的身体重新获得自由。”

 

2、牙科

扫描设备

推荐产品:AutoScan全自动三维扫描仪

取硅橡胶印模并翻制成石膏阳模
将要扫描的模型放置到AutoScan的自动转台上,按下扫描按钮,选择扫描类型后,自动完成扫描
获得高精度的STL三维数据。STL是行业标准格式,可以与绝大部分CAD和CAM软件无缝衔接
义齿的CAD设计,包括牙基底、牙冠、牙桥、牙罩冠、牙贴面、牙镶嵌、种植牙基台等3D设计
CAD设计完成后,CAM软件编写加工刀路
CNC加工或快速成型


打印设备:Perfactory 4DDP齿科打印机

   据了解,每年都有许多人看牙医,牙齿的掉落,过了发育期,需要经行义齿的种接,因为每个人的牙齿发育都不一样,义齿种接上去后要经行打磨,经过过接种义齿的人都知道打磨的时候是很痛苦的,不过因为人手制作义齿的精度不够,才会造成这个局面,而3d打印机能很好的解决以上的问题,3d打印机能在几小时内,快速的制作出义齿,而且精度很高,接种之后不用经行打磨,减少了接种义齿的时间。

     3d打印机在牙科这领域的突破,提高了牙科医生的帮病人接种义齿的效率,减少每个病人的接待时间。

 

 

3、生物打印

打印设备

推荐产品:3D Bioplotter 

     3D生物打印机能以聚乳酸、生物陶瓷等生物材料为原料,打印出带有许多直径在100微米以下小孔的支架。科研人员利用这些支架培育细胞,就有望研发出人造耳朵等器官。
     近日,美国科研人员利用生物支架制造出了人工肝脏,这种肝脏的体积很小,保持活性的时间只有一周,所以无法用于移植。但科学家发现,可以将它用作新药筛选的 工具,因为它的功能和人的肝脏几乎没有区别,能检测药物对肝脏的作用。据估计,人造器官能为一种新药的开发节省上亿美元经费,这也是3D生物打印机的一个重要用途。 

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