3D打印正在革新医疗行业,广泛应用于从植入物、手术导板到个性化医疗设备等领域,助力医生和医学生提供更具针对性、个性化的医疗服务。关键技术——增材制造,如FDM、SLA、PolyJet、SLS、MJF和用于金属的LPBF,因应用和材料而异,各具优势。选择合适的技术和生物相容性认证材料对取得最佳效果至关重要。随着新材料不断涌现,该领域持续发展壮大。
市场研究公司The Insight Partners预计,到2031年,医疗3D打印市场将达106.5亿美元,年增长率为17.5%。这一快速扩张得益于该技术的核心优势 —— 定制化。通过CT扫描、MRI和3D患者扫描等成像技术,可创建高度个性化的数字模型,精准匹配患者解剖结构。增材制造还支持更短生产周期和丰富材料选择,是医疗领域的灵活之选。值得期待的是,TCT亚洲峰会——医疗健康论坛将邀请GE Healthcare的CT硬件平台首席工程师 Vishwanath Nayak分享增材制造技术对医疗器械的革命性应用,他将结合经验与专长,探讨如何通过材料、测试、设计优化克服行业挑战,满足法规和生物相容性要求。这种方法能快速、精确地制造定制植入物、术前手术导板及一系列医疗设备(从原型到最终产品)。每个流程和材料都有独特特性,适用于不同应用和患者需求。下面详细介绍用于医疗设备的聚合物材料及其适配技术。
3D打印在医疗领域的主要应用之一是制造定制假肢和植入物。由于这些设备直接与人体接触,生物相容性至关重要。可采用不同技术,其中HP(2025 TCT展位号:8F36)的多喷嘴融合(MJF)技术尤为流行,因其能生产小型部件,表面光洁度好,打印时间短且成本效益高,还提供了回收未使用材料的可持续选择。白色尼龙12 PA(常与MJF配合使用)是骨科假肢和植入物常用的生物相容性材料,已通过医疗安全认证,适用于人体接触,易于消毒和定制,白色色调便于满足特定颜色需求。
*儿童医用头盔(颅骨矫正器)用于头盔成型疗法,温和地矫正婴儿的颅骨形状。(来源:Carbon3D)
在可穿戴医疗设备领域,MPU 100是关键材料,尤其是Dinsmore(ADDMAN集团旗下企业,医疗3D打印领域的领军者)与Carbon的数字光合成(DLS)技术配合使用时。这种基于树脂的方法生产的3D打印部件可与注塑成型媲美,机械强度、分辨率和表面光洁度出色。MPU 100是一种硬质塑料,生物相容性好、耐用、耐磨、抗化学腐蚀且易于消毒,是定制医疗设备和可穿戴假肢的理想选择,这些设备需根据患者定制且长期使用。解剖模型、手术导板和其他医疗器械是通过3D打印制造的非植入式设备的典型例子。当不需要直接接触患者时,可使用非生物相容性材料,特别是在设备原型或开发阶段。Dinsmore的数字解剖打印(DAP)技术可将这些模型制作得非常逼真,精确复制人体组织的外观和触感,为医疗专业人员和医疗器械公司提供多功能、可重复和精确的解剖模型。
3D打印广泛用于生产功能性原型和最终医疗设备,常使用ABS(一种强韧、耐用的聚合物,用于熔融沉积成型),特别适合需要反复处理的解剖模型。Stratasys研发的ABS-M30i是符合医疗标准的生物相容性变体,尺寸稳定性和耐热性好,能制造精确耐用的部件,Dinsmore认为使用ABS-M30i的FDM 3D打印适合制造坚固可靠的医疗组件。
*用ABS-M30i打印的医疗设备(来源:Dinsmore)
Dinsmore使用BioClear树脂和立体光刻(SLA)技术制造坚固耐用的医疗部件,BioClear的耐久性使其成为制造非植入式医疗设备的理想选择,尤其在原型制作和开发阶段,可降低运输和医疗操作中的破损风险,其捕捉精细细节的能力可生产高精度原型和组件。
*用BioClear打印的医学原型(来源:Dinsmore)
Dinsmore在医疗设备中使用的另一项先进技术是Axtra3D的Hybrid PhotoSynthesis(HPS),融合了SLA和DLP的优势,精度高、速度快。与HPS配合使用的赢创(2025 TCT展位号:8C55)的Evonik 6100是一种高性能树脂,拉伸强度和耐热性出色,与HPS结合可制造对精度和耐用性要求极高的复杂医疗组件,适用于关键医疗应用。这些只是可用于3D打印医疗设备的聚合物材料的一部分。随着市场发展,新的解决方案、技术和材料不断涌现。增材制造比传统方法更快、更精确,能实现医疗设备在形状和材料上的完全定制。
在医疗3D打印领域蓬勃发展的当下,一场汇聚前沿科技与创新材料的盛会即将拉开帷幕。eSUN易生、Polymaker、元嘉生物、Fordward AM、赢创、阿科玛、海正生物、爱丽兹、空实科技、中山大简、乐信新材料、俐陶智、造物新材、微求科技、奥伦新材料、联志化工等众多实力雄厚的高分子材料企业,即将齐聚2025年TCT亚洲展备受瞩目的非金属/高分子材料展区,共同展示其在医疗3D打印材料领域的卓越成果与创新技术。此刻,让我们先提前领略部分企业在医疗领域的精彩案例!eSUN易生:ABS材料在脊椎矫形器、康复护具方向的应用
在脊椎矫形器和康复护具中,强度和耐久性是关键性能指标。eSUN ABS材料具有较高的抗冲击强度和较好的耐用性,基于ABS材料制作的矫形器和康复护具,可以为患者提供有效的支撑和保护。此外,eSUN易生于今年推出了耐温ABS材料,热变形温度高达100℃,可在高温环境下保持稳定,不易变形。
eSUN易生也将亮相2025年TCT亚洲展的8C50展台上,期待届时将展示了多样化的3D打印材料,包括较为热门的新品美学材料,以及多种新品工程材料!
Forward AM:3D打印组织补偿物为皮肤癌放射治疗提供个性化解决方案
Ultrasint® TPU01粉末材料已通过生物相容性测试要求,是医疗应用的理想材料。
Adaptiiv利用自身的软件平台、惠普(HP)的多喷射熔融(MJF)打印技术和Forward AM的Ultrasint® TPU01材料,利用现有的患者数据,按需设计和制造个性化的3D打印组织补偿物,实现个性化贴合度、卓越的立体保真度,以及每个治疗部分的一致性。3D打印解决方案的高度稳定性也为临床工作流程提高了效率。这种高产量、优良质量和细节卓越的灵活部件助力临床团队实现更精确的治疗,为每个患者提供定制化的医疗服务,带来更好的治疗效果。
Forward AM也将亮相2025年TCT亚洲展的8E61展台上,期待届时将展出的一系列创新亮点产品和丰富的材料应用,展示优秀的3D打印解决方案!
期待在明年3月TCT亚洲展上,能看到更多令人惊喜的创新成果,进一步见证3D打印技术为医疗行业带来的变革与突破!