3D打印医疗器械提供了许多好处，但也有其局限性。上海医疗器械展会Medtec认为有了正确的设计软件，您就可以掌握医疗器械增材制造的全部优势。

什么是医疗3D打印？

医疗3D打印包括为医疗器械的直接或间接生产创建解剖结构的物理副本。您可以使用MRI、X射线CT和其他3D成像过程来创建用于打印的数字结构模型。

近年来，这一过程在临床和基于研究的医疗保健活动中越来越受欢迎。3D打印的一个显著优势是，它可以快速、相对经济地生产小批量产品。随着医疗3D打印技术变得越来越容易获得和负担得起，预计未来几年医疗3D打印的使用将继续增长。这种增长可能会导致3D打印在临床和教育环境中的使用增加，监管指导更加明确，医疗设备制造商之间的竞争更加激烈。

3D打印医疗器械的独特功能

设计于nTop的前路腰椎椎体间融合(ALIF)脊柱植入物

3D打印技术也称为增材制造(AM)，在医学领域有许多应用。随着高度定制的医疗器械成为可能，3D打印正在改变我们对病人护理的看法。下面列出了这项技术的一些独特功能。

个性化器械

临床研究表明，个性化医疗器械改善了患者的疗效，降低了护理成本。这意味着个性化医疗器械有可能极大地推动重建手术、整形外科、假肢、矫形、牙科和兽医的发展，就像个性化癌症治疗给肿瘤学带来的革命一样。

得益于多项技术的融合，医疗器械制造商现在可以更经济有效地开发与患者匹配的设备。特别是3D打印，使医疗保健提供商能够为他们的患者创造创新的个性化医疗器械。

与传统的大规模生产方法不同，3D打印允许对器械进行更广泛的个性化，使您能够根据每个患者的特定需求和生理状况定制器械。这使得与患者匹配的装置更适合个体及其独特的解剖结构。

• 适应骨骼轮廓的整形外科植入物
• 根据患者的体重指数和生活方式调节刚度的假肢接受腔

个性化医疗设备为患者带来许多好处，包括改善美观、加快程序和减轻疼痛。因此，它们将在未来的医疗保健中发挥重要作用。

上海医疗器械展会Medtec在现场同期举办技术论坛I:3D打印材料及技术在医疗器械领域中的应用,本次会议将从3D打印的前沿技术、创新材料及应用领域出发，讨论3D打印技术的现状及未来发展。点击此处即可报名参观/参会>>>

生物学相关结构

3D打印个性化医疗器械使您能够利用构架材料，提供增强的性能机会。构架材料是具有目标性能属性的结构，使您能够设计物理特性，如刚度或弹性冲击吸收并将它们视为设计变量。

3D打印的医疗器械用例包括骨整合、机械生物相容性和3D打印泡沫——每一种都可以提供性能优势。

骨整合

骨整合对于植入物的稳定性和长期临床成功是至关重要的，因为它在活骨和植入物表面之间提供了直接的功能和结构连接。

3D打印的医疗设备通常包括多孔金属泡沫，这可以加速骨整合，因为你可以仔细微调它们的孔隙率、形状、孔径和分布。这些植入物不需要水泥，通常将花费在手术室的时间减少25%。

机械生物相容性

创造个性化医疗器械的一个重要方面是减轻“应力屏蔽”的风险，这种风险发生在金属植入物用于修复骨折或关节置换手术时。从长远来看，应力遮挡会导致并发症，但通过确保植入物的机械性能(如抗压强度和杨氏模量)与骨骼的性能相匹配，可以减少并发症。

TPMS，随机和图形网格是设计多孔金属支架的理想选择，这是自体骨移植的替代解决方案。这些的属性晶格结构可以被精确地调整和局部优化，以防止植入物失效并达到期望的效果。

3D打印泡沫结构

聚合物晶格也可以被调整以产生具有类似泡沫行为的结构。与传统泡沫不同，增材制造的泡沫提供了更好的控制和优异的冲击吸收和缓冲性能。医疗器械的3D打印泡沫通常用于假体，以创建具有独特动态行为的座。

设计自动化

设计自动化对于开发3D打印医疗仪器和设备至关重要。它能够快速探索可用的设计空间，锁定关键参数，并确定最重要的设计变量。通过创建自动化设计工作流，您通常只需提供新的输入即可生成新的预验证设计。

以这种方式自动化设计过程有助于确保最终产品的可重复性和一致性，从而节省大量时间和成本。

优点和局限性

增材制造与传统制造技术相比，提供了多项优势，使个性化医疗器械的生产变得可行且经济。然而，在个性化医疗器械中使用增材制造时，需要考虑一些限制。

利益

• 定制的边际成本：增材制造允许您为定制产品创建从设计到生产的可扩展、自动化的端到端工作流程。
• 生物学相关结构：3D打印将使您能够创建精确的有机结构和独特的设计功能，这是传统方法不可能实现的。
• 加速产品开发：一旦建立了初始流程，您就可以轻松地在不同的设备上复制它。

• 材料范围有限：尽管增材制造在可用材料方面受到限制，但您可以利用其创建复杂结构的能力来扩大可用应用的范围。
• 定制的工程成本：增材制造生产的定制成本是边际成本，但设计过程中的定制成本是可观的。
• 监管审批和合规：获得监管许可并确保合规是一个非常严格的过程。
• 可追溯的设计过程：可以帮助你克服这个限制。

3D打印医疗器械通过为患者和外科医生提供定制解决方案，正在彻底改变医疗保健行业。从整形外科到兽医，3D打印医疗设备的应用范围很广。

矫形外科

ALIF脊柱植入物具有多孔小梁结构，用于无骨水泥固定

骨科手术是3D打印手术器械最常见的应用之一。您可以设计定制的植入物，以匹配患者独特的解剖结构，并使用特定的技术精确制造它们。这些个性化的植入物可以提供更好的覆盖和对准，以及促进骨整合与骨头的机械性能相匹配。此外，您可以使用患者匹配的接骨板来治疗复杂病例或促进愈合。

整形和重建外科

患者专用的颅骨接骨板，其形状与颅骨的未受损部分成镜像