目前,來勢洶洶的新型冠狀病毒疫情牽動著所有人的心,國內乃至國際的醫(yī)學專家和科研人員正全力以赴地開展病毒研究和疫苗研制工作。在3D打印行業(yè),“全國首個新型冠狀病毒肺部感染病例3D模型成功建模并完成打印”,“3D打印醫(yī)用護目鏡,馳援抗“疫”一線”,“3D打印口罩”等訊息受到了廣泛關注。
3D打印新型冠狀病毒肺部感染模型
3D打印醫(yī)用護目鏡
其實,這早已不是3D打印技術首次在醫(yī)學領域“大展拳腳”。增材制造技術引入醫(yī)學領域被視為醫(yī)療領域的一場新革命,已經逐漸滲透到手術規(guī)劃、訓練模型、個性化醫(yī)療器械以及個性化人工植入假體等應用中。
手術預演模型
對于風險高、難度大的手術,醫(yī)務工作者進行術前規(guī)劃十分重要。在以往的手術預演過程中,醫(yī)務工作者往往需要通過CT、核磁共振(MRI)等影像設備獲取患者的數據,之后再將二維醫(yī)學影像利用軟件轉換成逼真的三維數據。如今,醫(yī)務工作者可以借助3D打印機等設備,將三維模型直接打印出來。這樣做,既可輔助醫(yī)生進行精準的手術規(guī)劃、提高手術的成功率,又便于醫(yī)務工作者與患者針對手術方案進行溝通和交流。
英國北愛爾蘭貝爾法斯特市醫(yī)院的外科醫(yī)生利用3D打印的腎臟復制品預演手術進程,完全切除了腎臟囊腫,幫助實現了關鍵的移植手術,而且縮短了移植者的康復期,手術獲得成功。
3D打印1:1腎臟模型
手術導板
作為手術實施過程中的輔助手術工具 ,手術導板可以幫助醫(yī)務工作者準確實施手術方案。目前,手術導板的類型已經包括關節(jié)類導板、脊柱導板、口腔種植體導板等。借助3D打印制作的手術導板,首先能通過三維掃描技術對患者患處得出三維數據,可以讓醫(yī)生獲得最真實的信息,從而更好地規(guī)劃手術。其次在彌補了傳統(tǒng)手術導板制造工藝不足之處的同時,也能對導板的尺寸、形狀等按需進行調整。這樣做,可以使不同的患者都具有符合自己真正需要的導板 。其制造成本也不高,即便普通患者也負擔得起。
牙科應用
近年來,3D打印在牙科領域的應用一直是人們關注的熱點。從總體來看,3D打印在牙科領域的應用主要集中在金屬牙齒、隱形牙套設計及制作等方面。3D打印前沿技術的出現,為需要進行牙齒矯正的人實現個性化定制牙套創(chuàng)造了更多可能。在不同的牙齒矯正階段,矯正者需要的牙套是不同的,借助3D打印來制作矯正牙齒所需的多副牙套,不僅有助于牙齒的健康發(fā)育,也能降低牙套的制作成本。
不論是三維口腔掃描、CAD設計軟件還是用3D打印牙模、牙冠,這些數字化技術的意義在于,使醫(yī)生逐漸不必再親自動手制作模型、義齒等牙科產品、承擔牙科技師的工作,而是將更多精力回歸到口腔疾病的診斷及實施口腔手術本身。對于牙科技師而言,雖然遠在醫(yī)生診室之外,但只要獲得患者的口腔數據,就可以根據醫(yī)生要求定制出精準的牙科產品。
康復醫(yī)療器械
3d打印為矯正鞋墊、仿生手、助聽器等康復器械帶來的真正價值不僅僅是實現精準的定制化,更主要體現在讓精準、高效的數字化制造技術代替?zhèn)鹘y(tǒng)制作方式,降低單個定制化康復醫(yī)療器械的成本,縮短制作周期。3D打印工藝多樣化,3D打印材料種類繁多。SLA 光固化3D打印技術憑借其加工速度快,精度高,光敏樹脂材料成型表面質量好,成本適中等優(yōu)勢被醫(yī)療器械行業(yè)廣泛用于快速原型制造。
以已經實現3d打印批量定制化生產的助聽器外殼產業(yè)為例。在傳統(tǒng)的方式下,技師需要通過患者的耳道模型做出注塑模具。然后通過紫外線得到塑料產品。通過對塑料產品進行鉆音孔和手工處理后得到助聽器最終形狀。如果在這一過程中出錯,就需要重新制作模型。而使用3d打印機制作助聽器的流程,始于患者耳道硅膠?;蛴∧5脑O計,這個步驟是通過三維掃描儀來完成的。 然后用CAD軟件將掃描數據轉為3d打印機可讀取的設計文件。 設計者可以通過軟件修改三維圖像,及創(chuàng)建最終的產品形狀。
3D打印技術具有成本低、交付快、無需組裝、設計感強的優(yōu)勢,因而受到非常多企業(yè)的喜愛。3D打印與醫(yī)療的結合將個性化定制與快速成型的特點發(fā)揮得淋漓盡致。3D打印機在某種意義上講是一種工具,但當它與其他技術相結合,再加上具體的應用領域就能發(fā)揮無限的價值和想象。近年來,隨著我國醫(yī)療市場份額的不斷擴大,發(fā)展3D打印醫(yī)療產品已經是大勢所趨。我國各級政府部門也不斷地推出了多項政策來支持醫(yī)療3D打印產業(yè)的發(fā)展。 我們堅信,隨著增材制造技術的不斷發(fā)展,必將為醫(yī)學領域和醫(yī)療行業(yè)帶來更多顛覆性的革新。數造科技3D打印也將繼續(xù)深入與醫(yī)療行業(yè)的合作,促進醫(yī)療行業(yè)向智能化、高效化、專業(yè)化轉變。