《增材制造工艺制订与实施》课件-增材制造技术应用领域（医疗）

增材制造技术应用领域（医疗）《增材制造工艺制订与实施》增材制造技术应用领域（医疗）3D打印目前可以经济实惠的价格为病患安装假肢，而且该技术正在以令人惊叹和难以置信的方式改变着人们的生活，本期我们来盘点在医疗方面3D打印创造的奇迹。生物医疗方面应用随着人口老龄化进程的急速加快和人均可支出医疗费用的增加，健康问题也逐渐成为人们所密切关注的问题，由此也促进了国内外医疗植入物市场的大爆发。3D打印技术由于可根据患者需求个性化地定制植入体形状，并且精确控制植入物的复杂微观结构，从而实现植入物外形和力学性能与人体自身骨的双重适配，主要应用于齿科、骨科及颅颌面外科等硬组织的修复和替代医疗硬植体市场。经历了近20年的发展历程，金属3D打印医疗植入物技术逐渐成熟，实现从基础研究向应用转化发展。增材制造在生物医疗植入体方面应用生物医疗方面应用3D打印假肢采用3D扫描、打印等技术可以大幅降低假肢的重量和制造成本，同时使病人展现的更加自然；正畸牙套一位大学生因为嫌弃医院矫正牙齿收费太贵，于是自己研究了各种关于牙齿矫正和透明牙套制作的书和论文，他借助口腔扫描和3D打印成功制作了透明牙套，并顺利矫正了自己的牙齿！如今3D打印正畸牙套已被广泛使用。打印皮肤组织修复深层伤口东京大学研发出新型的便携式生物3D打印机，使用特殊的生物墨水来提高组织的代谢能力，以伤口的创伤面为打印平台，直接在上面打印皮层，有效地促进受损组织再生，快速修复深层伤口。量身定制传感器上图是一个个性化的心脏传感器，它包裹在一颗跳动的心脏外部，以监测其电活动。新的3D打印技术允许生物工程师创建患者心脏的实际模型，以此来制作复合病患需求的传感器。3D打印血管研究人员目前正致力于改进医疗3D打印技术，以实现器官的打印和移植，3D打印血管便是其中之一。2016年中国科学家已成功将3D打印的血管植入猕猴，这也为打印人体移植器官迈出重要一步。采用3D打印血管将大幅减轻病患经济负担，而且使用的是病人的自身细胞，将会极大的提高置换手术的成功率。3D打印心脏瓣膜心脏病是一个影响所有年龄层和各阶层人士的问题，如果不及时治疗，简单的瓣膜缺损很容易致命。目前对成年人的治疗涉及使用假体瓣膜，采用3D打印可以创建完美贴合病人的活体心脏瓣膜，从而更好的维持心脏活力。精密微型器械

医学领域的3D打印不仅仅局限于假肢、植入物和医疗模型，也可以利用该技术制作微型工具，进行精确和复杂的手术，降低风险。3D打印的高精度可以实现直径不足一毫米的微型手术器械制作，并允许创建一系列新的工具来帮助外科医生安全操作。3D打印植入性组织、器官传统上，从患者身体的其他部位采集皮肤移植物以帮助替换其他位置烧伤、受损或患病的皮肤。而3D打印将很快这种做法成为过去，到目前为止，科学家已经设法将耳部、骨骼和肌肉培养成包含血管的全功能组织。除耳部打印之外，3D打印用于鼻腔重建。增材制造技术应用领域（医疗）医学研究人员已成功设计出能够将肾细胞打印成三维肾脏原型的打印机。虽然还处于早期阶段，但这种技术可能意味着未来医生将能够使用CT扫描的患者数据创建其器官模型并打印出来。3D打印药物3D打印的药物内部具有丰富的孔洞，具有极高内表面积，能在短时间内迅速被少量的水融化。这样的特性有益于具有吞咽性障碍的患者。高级伤口护理芬兰的一家医学研究和开发团队已经使用纳米结构的纤维素3D打印了智能护理产品，它不仅可以治愈皮肤伤口，还能监测伤口，以帮助患者护理。3D打印仿生耳朵普林斯顿大学的科学家成功地创造了第一个能够听到超过普通人耳频率的功能性3D打印耳朵。这不仅可以帮助病患，也代表着未来更广阔的应用。复杂手术器械复杂医疗器械往往比较昂贵，而且功能改进空间较大。3D打印可以高精度制作复杂器械的各种组成部分，帮助设计功能丰富、装配简单、适合一次性使用的器械，与现有产品相比，这种优化改进的复杂医疗器械功能更强、应用范围更广、制造成本更低。3D打印医疗模型和手术导板包括肿瘤（紫色），主动脉和髂动脉和肾动脉（粉红色），静脉（蓝色）和集合管系统（黄色）的3D打印肾脏模型。3D打印医疗模型和手术导板在实现精准手术、降低复杂手术难度方面所起到的作用，逐渐受多个医学学科的认可。但相关费用无法通过医保报销，是这类应用尚未普及的阻力之一。3D打印医疗模型及辅助器械3D打印组织器官模型可用于培训新的外科医生，也可以模拟错综复杂的手术，辅助器械则可以帮助医生更好的定位，是当前3D打印用于医疗的重要组成部分。动画揭示：髋臼杯的机械加工、3D打印及植入过程髋臼杯是3D打印在医疗领域极具代表性的应用，也是目前国内仅有的3个取得3D打印骨科植入物医疗器械注册证的产品之一，在3D打印业界极具盛名，广为所知。然而包括笔者在内的很多人并不清楚髋臼杯的传统制造过程、各部分的作用以及它的安装方法。本期，我们通过视频和动画来了解髋臼杯的传统和现代加工方式并对它所涉及的结构、生物性能进行阐释。髋臼杯的3D打印制造3D打印与传统CNC加工在制造髋臼杯过程中的最大区别就在于前者在特殊网格结构方面的制造优势。以往髋臼杯表面的骨小梁结构通过在植入物表面进行涂层来实现，无法保证假体的长期生存率。当前，3D打印的髋臼杯已有数十万个手术案例，数量的增长以及医疗器械注册证的许可代表着它的安全性和可接受度的增长。与传统制造技术相比，3D打印用于医疗植入物制造更大的意义在于它能够实现个性化批量制造和更好的医疗效果，这无论对于3D打印