3D-печатные медицинские устройства: Окончательное руководство

3D-печать - это процесс производства трехмерных компонентов, используемых в различных областях. Сектор здравоохранения нуждается в производстве 3D-печатных медицинских устройств благодаря эффективности и высокому качеству этого процесса. Если вы хотите узнать об общем процессе, вы можете прочитать это руководство ниже.

Что такое медицинская 3D-печать?

Медицинская 3D-печать подразумевает создание трехмерных компонентов, используемых в медицинской промышленности. Эти объекты изготавливаются слой за слоем, а материалы, используемые в медицинской 3D-печати, являются материалами медицинского класса.

На заказ изготавливаются такие изделия, как имплантаты, медицинские приборы и анатомические модели. Этот процесс позволяет изготавливать компоненты, которые отличаются индивидуальностью и точностью. Эти компоненты могут использоваться в различных областях, таких как стоматология, хирургия и протезирование.

Преимущества 3D-печатных медицинских устройств

Преимущества использования 3D-печати для производства медицинских изделий заключаются в следующем:

Медицинские компоненты на заказ

3D-печать позволяет создавать персонализированные медицинские компоненты, которые изготавливаются для отдельных пациентов. Обычно речь идет о производстве 3D-печатных протезов и имплантатов. Поскольку они разрабатываются для индивидуальных пациентов, они идеально подходят им.

Быстрое прототипирование

3D-печать позволяет быстро создавать дизайн и, следовательно, может быть использована для быстрое прототипирование медицинских изделий. Метод помогает ускорить процесс разработки, а производители могут тестировать устройства до начала массового производства.

Сложные медицинские компоненты

Традиционные методы производства медицинских изделий обычно не справляются с изготовлением компонентов, сложных с точки зрения дизайна. 3D-печать помогает создавать сложные и детализированные конструкции. Таким образом, можно легко изготовить специализированные компоненты.

Экономически эффективное производство

3D-печать подходит для медицинских изделий, которые отличаются высокой степенью индивидуальности или выпускаются небольшими партиями по сравнению с традиционным производством. Такие медицинские устройства экономически выгодны и оказываются экономичным выбором для ограниченных серий, поскольку не требуют дорогостоящей оснастки и пресс-форм.

Меньше отходов

3D-печать - это производственный процесс, в котором используются только необходимые материалы, поскольку это аддитивный производственный процесс. Таким образом, количество отходов снижается по сравнению с субтрактивными производственными процессами.

Ограничения 3D-печатных медицинских устройств

Наряду с преимуществами, у 3D-печатных медицинских устройств есть и недостатки. Некоторые из них приведены ниже.

• Медицинские изделия должны соответствовать строгим нормативным требованиям. Природа медицинских изделий очень чувствительна, а процесс утверждения этих устройств также требует много времени и является сложным.
• Существует широкий спектр материалов для 3D-печати, но не каждый из них подходит для медицинских целей. Некоторые из них могут не обладать биосовместимостью, поскольку медицинские устройства требуют прочности и длительного использования.
• При 3D-печати обычно получается шероховатая поверхность. Многие медицинские устройства нуждаются в гладких поверхностях, например имплантаты и другие хирургические инструменты.
• Механические свойства 3D-печатных компонентов зависят от метода печати и типа используемого материала. Не каждый тип устройства будет обладать той же износостойкостью, которая необходима при традиционном методе производства.

Процесс 3D-печати медицинских устройств

Среди процессов, используемых для 3D-печати медицинских изделий, можно назвать следующие:

SLA

При 3D-печати SLA используется лазер, который превращает смолу в жидком виде в твердый пластик после отверждения. SLA - один из самых популярных методов производства медицинских изделий благодаря универсальности материалов и высокой точности.

Медицинские компоненты, изготовленные методом SLA, отличаются высокой точностью и гладкой поверхностью. Поэтому медицинские компоненты, требующие жестких допусков и гладкой поверхности, могут выбрать этот процесс.

SLS

SLS - это мощный лазер, который помогает сплавить частицы полимерных порошков в процессе печати и создать желаемый медицинский компонент. SLS - очень эффективный процесс, используемый для производства сложных медицинских компонентов.

Этот процесс не требует вспомогательной структуры и может быть использован для компонентов со сложными внутренними характеристиками, требующих тонких стенок и вырезов. SLS хорошо работает с нейлоном и помогает производить медицинские изделия, которые можно стерилизовать и которые являются биосовместимыми.

FDM

FDM - это метод 3D-печати, при котором термопластичная нить расплавляется и экструдируется. Сопло принтера накладывает слой за слоем компоненты, которые должны быть изготовлены.

FDM совместим с широким спектром материалов, которые являются биосовместимыми и подходят для использования в медицинской промышленности.

3D-печатные материалы медицинского назначения

К материалам, совместимым с медицинским применением с помощью 3D-печати, можно отнести следующие:

Полимолочная кислота (PLA)

PLA - очень популярный пластик, который используется в FDM 3D-печати. Он недорог и прост в обработке, а также отличается биоразлагаемостью. PLA и 3D-печать используются для производства медицинских изделий, таких как фиксирующие штифты, пластины, костные каркасы и винты.

Акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS)

ABS - это прочный и легкий материал, который можно расплавить и превратить в жидкость для 3D-печати. После застывания из него получаются высококачественные и легкие медицинские устройства. Эти компоненты, изготовленные с помощью 3D-печати ABS, используются в качестве протезов, ортопедических корсетов и при хирургических операциях.

Полиэфирэфиркетон (PEEK)

PEEK - это высокохимически стойкий материал, обладающий отличными механическими свойствами. Он используется вместо металла во многих областях применения, в том числе в специализированных медицинских устройствах, таких как имплантаты.

Титан

Титан используется в медицинском секторе для производства 3D-печатных хирургических инструментов и заменителей суставов. Такие имплантаты, как позвоночник, колено и сустав, изготавливаются с помощью 3D-печати и титана благодаря его биосовместимости и механическим свойствам.

Полиэтиленгликоль (ПЭГ)

ПЭГ обладает биохимическими свойствами, что делает его пригодным для использования в медицинской промышленности. Таким образом, 3D-печатные компоненты PEG используются для изготовления искусственных тканей, костей и хрящей.

Применение 3D-печати в медицине

Некоторые из медицинских применений 3D-печати могут включать в себя следующее:

Протезирование и костные имплантаты

3D-печать помогает создавать индивидуальные костные имплантаты, соответствующие анатомическим особенностям пациентов. С помощью 3D-печати изготавливаются спинальные имплантаты и другие суставы. Индивидуальные протезы конечностей могут быть изготовлены с помощью 3D-печати, что обеспечивает доступность и точную подгонку под пациента.

Хирургические инструменты

Хирургические инструменты, используемые в сложных операциях, таких как замена суставов, требующих точности, изготавливаются с помощью 3D-печати и обеспечивают высокую точность. Индивидуальные хирургические инструменты могут использоваться в уникальных процедурах и повышать эффективность операций.

Применение в стоматологии

3D-печать широко используется в стоматологии. Она помогает создавать индивидуальные коронки, мосты и зубные имплантаты в соответствии с особенностями ротовой полости пациента. Кроме того, с помощью 3D-печати изготавливаются и другие приспособления, например, ретейнеры и выравниватели.

Слуховые аппараты

Слуховые аппараты очень важны для различных пациентов. Эти индивидуальные слуховые аппараты должны быть разработаны в соответствии с идеальной посадкой и формой слухового прохода пациента. Они обладают отличными характеристиками и могут быть изготовлены с помощью 3D-печати.

Заключение

3D-печать в медицинском оборудовании очень распространена благодаря своей гибкости и доступности. С помощью этого процесса можно также изготавливать малосерийные компоненты для индивидуальных пациентов. Если вы ищете точные и высококачественные 3D-печатные медицинские устройства для ваших целей, вы можете связаться с DEK.

Вопросы и ответы

Что представляет собой процесс 3D-печати медицинских изделий?

Рабочий процесс 3D-печати состоит из этапов от создания идеи до изготовления конечного компонента на 3D-принтерах с помощью аддитивного производства.

Каковы уникальные возможности 3D-печатных медицинских устройств?

3D-печать медицинских устройств позволяет изготавливать их с учетом индивидуальных особенностей каждого пациента.