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为何选择3D打印
3D打印造作技术在医疗健全领域的优势重要体此刻以下几个方面[1]。
资料及利用
医疗器械需满足肯定的尺寸精度、机械机能、生物兼容性(国际尺度ISO-10993)、耐侵蚀。如下图所示,医用植入物可用于颅骨、下颌骨、肩胛骨、胸骨、脊柱、髋骨、膝关节和截骨有关的手术。用于3D打印的金属资料重要为钛和钛合金,钽,医用不锈钢,选取粉床激光或电子束选区熔覆工艺[2]。
从复杂的面部整形手术到骨科和创伤表科手术,例如颅骨的建复、下颚骨的整形,植入物的几何状态通常极度复杂。在患者安全和中意度、医院效能和经济效益方面,3D打印的植入物能够提供更好、更可预测的了局,好比提高手术成功率,降低需二次手术的可能性。
脊柱植入物被用来复原患者的椎间高度。这类医疗器械通过轻量化的晶格结构设计来仿照骨骼机械个性,这里特指部件的弹性模量。传统的造作技术无法出产出拥有晶格结构的脊柱植入物,而晶格结构拥有较高的表表积,可推进成骨细胞向植入物迁徙,并能优化多孔体的机械机能,以满足所需的加载前提。

3D打印颅骨、下颌骨、肩胛骨、胸骨、脊柱、髋骨、膝关节、截骨。图源:[3]

图源:雷尼绍
工艺流程
通过结合X射线扫描、CT、核磁共振成像或超声波扫描等技术获得生物结构的医学影像,3D打印技术可为每一位病例造作专用的植入物,其解剖结构险些与受伤组织一样。
针对3D打印植入物的常见后处置工艺有除粉,应力解除热处置,去支持,喷砂,磨料流抛光以及用往来除经喷砂和磨流抛光后留在表表的碎片以及因部门溶解而粘结在表表的粉末颗粒的电解抛光[4]。在抛光过程中,通;崾褂靡恍┣壳质葱缘娜芗,好比用于表科植入式不锈钢装置的磷酸和硫酸混合液(ASTM A380)。最后,用去离子水洗濯部件,干燥。
在某些利用中,表表改性的技术好比微弧氧化和表表涂层也被使用到3D打印的支架上。热处置能够改善部件的表表粗糙度,有助于矿物质的富集,细胞的附着和成长。
尺度与认证
只管已经有很多临床试验使用定造化植入物,然而,由于不足有关律例或司法的领导,3D打印在医疗植入物领域的发展可能会受到故障。
首先,医疗器械的出产必要满足质量治理系统的认证要求,好比针对定造化植入物的国际尺度ISO13485。在销售或分销前,造作商必须向指标市场地点的国度或地域注册意向销售的医疗器械,如中国的NMPA,欧盟的MDR以及美国的FDA。这些机构为造作商提供建议,其中蕴含3D打印医疗设备开发过程中的设备设计、造作和测试当苦衷项等。为了确保产品的机能,造作或者服务的可沉复性以及可追忆性,地域机构会对造作商内部成立的质量治理系统进行审核。
由于3D打印的整个工作流程始于从医学影像到数字模型和加工文件的成立,玛瑞斯率先对其设计软件产品和切片等流程进行了认证,确保加工文件和现实生物结构相一致。为了确保.stl文件和构建文件中部件几何尺寸的精度(具体工作流程如下图所示),玛瑞斯成立了靠得住的数据库。
此表,玛瑞斯的团队会定期通过文件调研来相识用户若何使用软件发展分歧的钻研,并从中来找到软件中影响切片正确性的弱点。玛瑞斯在全球占有宽大的客户群体,能够更有效地对软件实现迭代升级,提高其不变性。

切片软件的验证流程以及医学影像(左),数字模型(中)和两者尺寸差(右)的对比,图源:玛瑞斯
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