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3D打印在医疗领域的主要应用及前景

时间:2018-12-14 19:32来源:未知点击:
3D打印在医疗领域的主要应用及前景 导读: 美国食品药品监督管理局(FDA): 3D打印 是无与伦比的发明时期的一部分。 3D打印技术 应用在从开发包装机械到生产个性化医疗设备到在患

 

3D打印在医疗领域的主要应用及前景

 

  导读:美国食品药品监督管理局(FDA):3D打印是“无与伦比的发明时期”的一部分。3D打印技术应用在从开发包装机械到生产个性化医疗设备到在患者家中打印定制药物的应用中变得活跃起来。

 

  美国食品药品监督管理局(FDA)认为,“材料科学、数字健康、3D打印以及其他技术的进步继续推动医疗设备无与伦比的发明时期。”

  该观点来自2018年11月26日美国食品和药物管理局局长Scott Gottlieb和设备与放射健康中心主任Jeff Shuren发表的声明,他们概述了FDA 510(k)计划现代化改革的新步骤,以推进安全和医疗器械的有效性。

  FDA的3D打印医疗应用网站指出,商用3D打印医疗设备包括仪器、植入物和外部假体。该机构称,“某些设备是从标准设计打印出来的,可以制作同一设备的多个相同副本。其他设备,称为患者匹配或患者特定设备,是根据特定患者的成像数据创建的。”

  该报告称3D打印/增材制造还可以“通过减少原材料使用来减少浪费,并且需要更少的制造步骤。”该机构还从患者的角度指出,“科学家正在研究如何使用3D打印流程制造心脏或肝脏等活体器官,但这项研究正处于发展的早期阶段。”

  根据2017年ASME.org文章“3D打印改变医疗领域的五大方法”,医院中的3D打印实验室代表了一种新兴趋势。该文章解释说,这项工作“专注于在手术前打印患者特定模型,以查看患者的特定解剖结构。”低成本假肢、定制医疗植入物、定制保护装置和辅助设备,以及未来用于器官结构和复杂器官的生物材料代表了其他四种3D打印方法。

  美国商业资讯2018年11月26日的一份报告描述了令人兴奋的3D打印应用程序,该应用程序涉及患者左心耳模型“使用Stratasys和Materialise技术创建的,旨在让外科医生选择合适的设备并规划最佳方法来阻塞LAA。”

  包装中的3D打印

  除了对患者的治疗用途外,3D打印也涉及包装领域。其中一个例子是德克萨斯医疗中心的强生医疗设备公司服务创新中心,其中包括一个3D打印实验室,该实验室是该公司加速突破性医疗设备技术的一部分。

  Quadpack的设计和先进技术部门在其英国研究和设计机构投资了最新的3D打印技术,使用Stratasys J750打印机加速定制包装设计和开发的早期阶段,同时帮助测试新想法。

  该部门使用新机器进行三种模型制作:

  1、原型模型有助于试用Quadpack自己的Q-Line包装系列中的新参考。

  2、更接近生产,打印试模以进行最终产品的小批量测试。

  3、对于最终材料,试模与Quadpack Plastics注塑厂的生产线兼容。

  设计与先进技术总监Jeremy Garrard说:“借助3D模型和试模,我们可以更快地实现创意,帮助我们为Q-Line系列开发合适的产品,实现高效,加速的工业化。

  “Stratasys J750是实现更快上市时间的关键,使定制产品的可视化变得更加容易。对于客户而言,高质量的3D模型是确定成品外观的可靠方法。你可以看到它,感受它并触摸它。它使这个想法变得真实,“他补充道。

  用于包装机械的塑料夹具(如下图所示)也可以解决制造商的问题。根据igus的说法,化妆品生产商Carecos Kosmetic GmbH在3D打印中使用了供应商的iglide I150,与以前的铝制零件相比,它可以节省高达85%的成本和70%的制造时间。 igus说,3D打印的夹子“也比金属夹子轻七倍。”

  在开发新的LAB + ASEP TECH吹/填充/密封机器时,Weiler Engineering将3D打印考虑在内。“技术变革的步伐一直在稳步增长,因此已经采用了大量创新来改进我们的设备设计,”Weiler工程总监Joe Immordino解释道。“计算机辅助绘图与模拟和变更控制相结合仍然是工程过程的核心,而3D打印机和基于激光的技术在设计方面变得越来越普遍。在工程师、供应商、制造商、质量控制、装配人员和技术人员之间共享3D电子设计信息改善了利益相关者之间的沟通过程。”

  未来前景看好

  根据最近的Envision Intelligence报告,全球3D打印市场在2018年的价值为265.1亿美元。Envision估计到2024年它将达到337.4亿美元。这是一个非凡的26.75%复合年增长率。该报告指出了以下医疗趋势:

  1、借助3D打印,“In air microfluidics”是一种使用活细胞打印3D结构的成功方法。这是一种特殊的技术,可以快速和飞行生产可行的微型构建块,并有助于修复受损组织。

  2、通过收集用于生长新软骨的称为软骨细胞的细胞,可以使用3D打印开发新的儿童耳朵。

  尽管3D打印应用被广泛看好,Envision的报告称3D打印存在限制因素。它们包括有限的可用性和高昂的材料成本,缺乏熟练劳动力以及产生的产出规模。

  除了限制之外,3D打印还为医疗保健的未来提供了令人兴奋的机会。去年的全球论坛第15届年度温度控制生命科学供应链活动证明了这一点,IBM的Paul Zikopoulos展示了一个患者在半夜因哮喘发作而醒来的视频——随着他的“智能”吸入器连接到云,患者将他的病情上传到他的医生,医生又推荐治疗,然后将订单直接转发给患者的家用3D打印机以制造药丸。

  无论是在患者家中,在医院环境中,还是在包装机械制造商的设施中,3D打印都不仅仅是一个不太遥远的未来技术——它是今天的现实。

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