
多年来,3D打印技术一直致力于为生物医学行业带来改变,并在医疗模型,诊断和治疗设备,修复辅助设备,假肢,牙齿和人造关节方面催生了工业链的原型。此外,3D打印技术仍在研究并打开更多新场景。
定制植入物
3D打印在医疗领域的主要应用之一是创建自定义的假体和植入物。由于这些设备直接与人体接触,因此生物相容性非常重要。可以使用不同的技术。其中,HP的多嘴融合(MJF)技术特别受欢迎。因为它可以产生小的组件,所以表面光滑,打印时间很短,成本很高。它还为回收未使用的材料提供了可持续的选择。
白色尼龙12 PA(通常与MJF一起使用)是一种在骨科假体和植入物中常用的生物相容性材料。它通过了医疗安全认证,适合人类接触。很容易消毒和自定义。白色色调方便满足特定的颜色需求。
*用于头盔成型疗法的儿童医疗头盔(头骨皮),轻轻纠正婴儿的头骨形状。 (来源:碳3D)
在可穿戴医疗设备领域,MPU 100是一种关键材料,尤其是当Dinsmore(医疗3D打印领域的领导者)和碳数字光学合成(DLS)技术时。通过树脂基于基于树脂的方法产生的3D打印组件与注入成型相当。机械强度,分辨率和表面平滑度非常好。 MPU 100是坚硬的塑料。它具有良好的生物相容性,耐用性,耐磨性,抗化学腐蚀和易于消毒。它是定制医疗设备和可穿戴伪爬升的理想选择。这些设备需要根据患者进行定制和长期定制。
解剖模型,手术板和其他医疗设备是由3D打印制造的非植物的典型例子。当您不需要直接与患者联系时,非生物兼容的材料,尤其是在设备原型或开发阶段。 Dinsmore的数字解剖印刷(DAP)技术可以使这些模型变得非常现实,准确地复制了人体组织的外观和触摸,并为医疗专业人员和医疗设备公司提供多功能,重复和精确的解剖模型。
这些只是3D打印医疗设备的一部分。随着市场的发展,新的解决方案,技术和材料已经出现。添加材料制造比传统方法更快,更准确,并且可以实现形状和材料中医疗设备的完整自定义。
药品
在个性化医疗保健领域,3D打印技术的应用范围正在从假体和植入物扩展到药物治疗的创新领域。这种技术进步为简化治疗和基于患者的独特情况定制的个性化剂量开辟了广阔的前景。
目前,制药行业无法再满足患者对某些疾病的需求。患者,尤其是儿童,有窒息或吞咽胶囊和片剂的风险。此外,液体悬浮液可能包含已知作用(惰性药物成分),或者不适用于某些年龄段的人,稳定性较差和使用剂量错误的风险。 3D打印能力的优势与平板电脑和液体悬架相结合,自动生产个性化剂量和剂量药物。
由于3D打印可以在少量水中散布药物,因此更适合儿童。同时,该公式不包含已知的辅助材料,这可以减少给药错误。在国际上,有一些符合药品标准的工业 – 级3D打印机,将FDM技术与体积测量相结合,以确保材料沉积过程中材料的最佳准确性和重复性。
此外,由于添加了材料的制造技术,加利福尼亚理工学院的最新研究方向重点是针对目标药物运输的微动物。
但是,该机器人不是例行机器人。取而代之的是,它们是微小的气泡形球体,一旦进入人体,就可以引导到所需的位置。为了完成既定工作,机器人必须克服几个挑战。
首先,它们必须能够在血液,尿液或胃酸等体液中生存。此外,它们必须是可控制的,并且只有在达到目标定位后才能释放药物。一旦药物开始运输毒品,它们就必须是可以被人体吸收的非伤害物质。
加利福尼亚理工学院医学工程学院教授,传统医学研究所的研究人员,与机器人有关的论文解释了这些优势:“ Weigao解释了:以可控制有效的方式释放药物,而不是将药物放入体内并让其散布到各处。 “
生物印刷
生物3D打印是3D打印冠中的珍珠。它可以由人体组织复制,该组织为医学领域带来了新的机会,例如制造的移植器官,疾病研究和新治疗方法的发展。其中使用的3D打印材料称为生物墨水。生物墨水包含由生物质材料组成的细胞,因子和一些机制。
但是,尽管通过生物3D打印技术获得了医学突破,但这种尝试仍然受到现实困扰,无法正式投入市场。在细胞药物领域,我国目前尚无细胞药物批准。甚至干细胞主要处于临床实验阶段。因此,只有首先批准细胞药物,生物3D打印才能在注册证书中实现零突破。同时,保存生物墨水,质量控制,预防污染和监督,所有这些都面临着安全性和有效性的瓶颈,目前在临床转化方面。
Xu Tao教授是最早的细胞和器官印刷技术开发研究人员之一,于2021年从北京的Tsinghua University机械工程系来到深圳Tsinghua大学研究所,创建了一家生物智能制造和现场印刷研究和开发中心,进一步加强生物3D技术应用和工业化。
Xu Tao教授首先建议使用生物3D打印将细胞转变为“超级再生工厂”,以创建一种仿生生长的微环境,最适合人类细胞的生长和发育,使细胞产物有效产生,并生长和生长”深圳速度”。
截至目前,世界上已经建立了第一个大型3D印刷组织外体生产系统。人体的生产发射了外部材料和3D印刷组织的冷冻干粉末。同时,全球第一个3D印刷薄纸超级工厂的GMP生产研讨会已经完成。
近年来,随着5G,人工智能和人民界等数字技术的持续发展,整个生物医学行业也在信息化,智能和数字化的方向上发展。数字医疗技术,3D打印的医疗设备和生物3D打印将在未来的临床转换中成为一个方向。未来的市场发展速度也将是一个加速过程。
*3D打印有机硅心阀
随着技术和衰老的加深,人们对个性化医疗服务的应用将变得越来越广泛。特别是生物3D打印机器人,3D打印器官药物的高通量筛选以及3D打印个性化医疗设备的智能制造云平台的开发,都有助于实现个性化,最小化的医疗治疗。地球创造了祝福和残疾,从而使社会受益。
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