醫(yī)院內(nèi)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(xiàn)在，醫(yī)院內(nèi)3D打印機的采用率有了巨大的增長。這包括與3D服務(wù)機構(gòu)合作，制造醫(yī)療所需的模型或者零件。此外，還出現(xiàn)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(zhǔn)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(nèi)部的專業(yè)3D打印機。Kumovis——最近被 3D Systems 收購，以幫助其轉(zhuǎn)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(yīng)用的 PolyJet 3D 打印機。



3D打印在牙科領(lǐng)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(lǐng)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(fù)而制造的打印機。Formlabs為牙科開發(fā)特定的材料產(chǎn)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(lǐng)域，目前有很多供應(yīng)商和經(jīng)銷商，他們將能夠3D打印修復(fù)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(lǐng)先地位，但在醫(yī)療方面，3D打印產(chǎn)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(shè)施更經(jīng)濟。與外包相比，在內(nèi)部生產(chǎn)醫(yī)療模型要便宜得多，而且速度要快得多。對于解剖學(xué)和病理學(xué)模型，當(dāng)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(shù)，它可以幫助醫(yī)生創(chuàng)建特定解決方案、術(shù)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(shù)計劃可以節(jié)省時間和金錢，而內(nèi)部生產(chǎn)各種疾病的病理模型可以教育員工和學(xué)生�；颊邔Ｓ迷O(shè)備可用于外科手術(shù)，也可用于患者出院時。這包括可以在現(xiàn)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(shè)備的醫(yī)院內(nèi)生產(chǎn)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(nèi)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(chǎn)是通過零件生產(chǎn)解決不可預(yù)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(shù)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(chǎn)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(zāi)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(nèi)部。這樣的發(fā)展總有一天會發(fā)生，但時間還很遙遠(yuǎn)。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(jīng)看到許多醫(yī)院轉(zhuǎn)向 Ultimaker S5 或 Formlabs 系統(tǒng)供內(nèi)部使用。

1. 安全問題
理想的 3D 打印機需要認(rèn)證和批準(zhǔn)，以便3D打印所需的零件類型。在一些國家，還必須進行超細(xì)顆�；虿牧习踩�的特定測試或認(rèn)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(yīng)該易于使用（戴著手套），并且符合所有相關(guān)的安全和醫(yī)療批準(zhǔn)，用于在其上制造的部件。該系統(tǒng)將注冊打印和文件，實現(xiàn)問責(zé)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(shè)置，不會在互聯(lián)網(wǎng)上公開患者數(shù)據(jù)。

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(zhuǎn)換為潔凈室以避免污染打印部件的構(gòu)建室。該公司建議該打印機“可用于潔凈室”，可在現(xiàn)有潔凈室環(huán)境中使用，并且可以按照醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)進行清潔。這些功能對于醫(yī)院內(nèi)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(shù)小時也不會造成火災(zāi)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(shù)而言，這臺機器還必須具備出色的材料調(diào)節(jié)、預(yù)熱和退火能力。更進一步，打印機可以生產(chǎn)無菌的或生產(chǎn)無菌部件。

通常，理想的機器必須具有出色的材料設(shè)置配置文件，以及安全、生物相容性和經(jīng)過認(rèn)證的材料。該軟件也將易于使用并保護患者數(shù)據(jù)。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(yīng)用和認(rèn)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(gòu)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(jié)
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(diào)研工作、精準(zhǔn)和謹(jǐn)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(yīng)用領(lǐng)域小眾，但能夠制造出優(yōu)秀、高檔、高規(guī)格、高精度的產(chǎn)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。