醫(yī)院內最理想的3D打印機是什么樣子？

五年前，3D打印機在醫(yī)院里還很少見。但現在，醫(yī)院內3D打印機的采用率有了巨大的增長。這包括與3D服務機構合作，制造醫(yī)療所需的模型或者零件。此外，還出現了一種新型的專業(yè)公司，可以幫助醫(yī)院使用增材制造 (AM)。



以Axial3D為例，它通過分割文件以進行 3D 打印、文件準備，甚至在醫(yī)院部署打印實驗室來幫助醫(yī)生。韓國公司Medical IP開發(fā)軟件自動幫助醫(yī)生分割文件，同時還提供解剖模型和可視化模型的新方法。然而，自相矛盾的是，目前還沒有看到任何用于醫(yī)院內部的專業(yè)3D打印機。Kumovis——最近被 3D Systems 收購，以幫助其轉向生物打印和醫(yī)療3D打印，開發(fā)了一款醫(yī)療保健專用的3D打印機。制造高溫3D打印機的Vshaper擁有兩臺醫(yī)療增材制造機器。Stratasys 還擁有用于醫(yī)療應用的 PolyJet 3D 打印機。



3D打印在牙科領域的發(fā)展
在其他市場中，我們可以看到對客戶大有裨益的解決方案的真正發(fā)展。在牙科領域，例如Star3D 擁有完整的牙科材料、還原聚合和軟件解決方案。DWS 為不同規(guī)模的牙科實驗室和從業(yè)者開發(fā)了一系列創(chuàng)新系統(tǒng) 。它還研制了DFAB，一種專為修復而制造的打印機。Formlabs為牙科開發(fā)特定的材料產品和打印機。Prodways 和SprintRay都有牙科 3D 打印機。同時， Materialize和LuxCreo擁有牙科專用軟件。

在牙科領域，目前有很多供應商和經銷商，他們將能夠3D打印修復體、正畸、牙橋等各種牙科部件。牙科在簡單的解決方案方面處于領先地位，但在醫(yī)療方面，3D打印產業(yè)鏈似乎還不夠完善。

為什么 3D 打印對醫(yī)院如此重要？



目前，全球醫(yī)院可能有 200 多個 3D 打印實驗室。每個稱職的醫(yī)療保健提供者最終都會擁有一個 3D 打印實驗室。這是為什么？

●首先，這些設施更經濟。與外包相比，在內部生產醫(yī)療模型要便宜得多，而且速度要快得多。對于解剖學和病理學模型，當前的臺式機器就足夠了。它們易于操作，可在醫(yī)院普遍使用的辦公室工作。

●3D 打印是一種向患者介紹的創(chuàng)新技術，它可以幫助醫(yī)生創(chuàng)建特定解決方案、術后支架、醫(yī)療器械。

●此外，AM 可用于制作一次性創(chuàng)新儀器或解決方案的原型。

●借助模型進行手術計劃可以節(jié)省時間和金錢，而內部生產各種疾病的病理模型可以教育員工和學生�；颊邔Ｓ迷O備可用于外科手術，也可用于患者出院時。這包括可以在現場制作的牙套和植入物。假肢也很容易用 3D 打印制作。醫(yī)療設備的醫(yī)院內生產將很困難，并且需要滿足精確的公差。

●對醫(yī)院最大的好處是他們將有能力在內部制造一次性物品。一個 3D 打印實驗室和一名工程師可以與其他醫(yī)院工作人員合作，為問題開發(fā)獨特的解決方案，就像 3D 打印對企業(yè)的最大資產是通過零件生產解決不可預見問題的能力一樣。

南極熊確信，3D打印在醫(yī)院中的優(yōu)勢不止上面的幾個方面。醫(yī)療巡查中的護士可以獲得一個零件，該零件按特定順序組織各種程序的所有針頭和儀器，以最大程度地減少錯誤。外科醫(yī)生可以為每個手術制作一些植入物包裝。醫(yī)院也可以在患者身上使用更多的夾具和固定裝置來減少錯誤。


理想的醫(yī)院 3D 打印機會是什么樣子？



粉末床融合 (PBF) 因其批量生產耐用部件的能力而受到青睞。但是，PBF 會釋放大量灰塵并引發(fā)爆炸和火災危險。金屬和聚合物 PBF 系統(tǒng)可以制造PEEK聚合物和鈦植入物內部。這樣的發(fā)展總有一天會發(fā)生，但時間還很遙遠。而且，即便如此，這些醫(yī)院也可以使用與骨科植入物制造商相同的金屬和聚合物機器。

目前，材料擠出和大桶光聚合打印機最能滿足醫(yī)院的迫切需求。目前，我們已經看到許多醫(yī)院轉向 Ultimaker S5 或 Formlabs 系統(tǒng)供內部使用。

1. 安全問題
理想的 3D 打印機需要認證和批準，以便3D打印所需的零件類型。在一些國家，還必須進行超細顆�；虿牧习踩�的特定測試或認證。獲得這些將是一個艱難的過程，但是十分必要的。因此，理想的醫(yī)院打印機應該易于使用（戴著手套），并且符合所有相關的安全和醫(yī)療批準，用于在其上制造的部件。該系統(tǒng)將注冊打印和文件，實現問責制和可追溯性，以便醫(yī)院知道打印了什么。例如，它還具有隱私設置，不會在互聯網上公開患者數據。

Kumovis R1 打印機實際上具有許多這些特性，包括集成過濾系統(tǒng)、可轉換為潔凈室以避免污染打印部件的構建室。該公司建議該打印機“可用于潔凈室”，可在現有潔凈室環(huán)境中使用，并且可以按照醫(yī)療標準進行清潔。這些功能對于醫(yī)院內的 3D 打印機來說非常有吸引力。

2. 醫(yī)療材料
醫(yī)療3D打印機需要做到在無人看管的情況下運行數小時也不會造成火災或電氣危險。它將最大限度地減少材料處理并提供出色的材料存儲。就材料擠壓技術而言，這臺機器還必須具備出色的材料調節(jié)、預熱和退火能力。更進一步，打印機可以生產無菌的或生產無菌部件。

通常，理想的機器必須具有出色的材料設置配置文件，以及安全、生物相容性和經過認證的材料。該軟件也將易于使用并保護患者數據。理想情況下，該軟件將是一個集成解決方案，可以使用自動化工作流程節(jié)省大量時間。因為大量零件將用于類似的應用和認證級別，所以從 CT 掃描到零件的按鈕式工作流程將是完美的。在某些情況下需要更大的構建量。一臺可以打印高溫和可高壓滅菌材料（例如 PVDF）以及醫(yī)院所需的特定材料的機器可以滿足醫(yī)護人員的需求。

總結
總體而言，開發(fā)適合醫(yī)院使用的完美打印機并非不可能的挑戰(zhàn)。要想開發(fā)一臺醫(yī)療打印機，需要大量的調研工作、精準和謹慎地分析。如果有一臺完美的醫(yī)療3D打印機，那他必定是一款出色的 3D 打印機，盡管應用領域小眾，但能夠制造出優(yōu)秀、高檔、高規(guī)格、高精度的產品。南極熊相信，這是一個開發(fā)醫(yī)療3D打印機有廣闊的前景。