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用於醫療行業的 3D 列印材料

本文綜述了當前市場上醫用級3D列印材料的種類,以及這些材料如何極大地推動了醫療行業的創新與發展。

3D列印技術在醫療領域的應用,無疑帶來了前所未有的創新、突破和行業的飛速增長。這種曾經被視為前沿的製造技術,如今已成為醫療行業中不可或缺的重要工具。3D列印技術的優勢顯著,這些優勢在醫療行業中尤為關鍵且作用巨大。它具備速度快、功能多樣、材料選擇廣泛、個性化定制、可重複性以及能夠製造高度複雜部件的能力。

3D列印技術在醫療行業的運用廣泛,涵蓋了製造個性化假肢和矯形器、醫療植入物、為手術準備定制的解剖模型、解剖研究模型、醫療輔助工具、醫療設備原型、手術工具以及普通醫療設備等多個方面。

醫療行業對所用材料的要求

三維列印技術十分普及,它可以兼容多種塑料、彈性體和金屬材料。但值得注意的是,並不是所有的3D列印材料都適合製造醫療產品。在醫療行業中,對材料的要求非常嚴格。以下是一些醫用3D列印材料所必須具備的關鍵特性:

生物兼容性:製造植入物和內部醫療設備等產品的材料,首要條件就是必須擁有出色的生物兼容性。這意味著這些材料在與人體生物系統接觸時,必須保證完全無不良反應。這種特性對於植入物、假牙、器官/骨骼置換、心臟起搏器等需要直接與人體組織接觸的醫療產品來說,顯得尤為重要。

可消毒性: 鑑於醫療行業的衛生標準極高,消毒成為了不可或缺的一環。因此,醫療3D列印材料必須具備可消毒性,以確保其在多次使用後仍能保持潔淨,防止交叉感染。

生物可用性:對於假肢、假牙、植入物和人造器官等身體部位的替代品來說,僅僅滿足生物兼容性是遠遠不夠的。它們還需要具備與原身體部位相似的物理特性。比如,骨替代材料需要堅硬且結實,以保證足夠的抗壓強度;而用於列印人耳的材料則必須相對柔軟,以提供更為舒適的使用體驗。

需要強調的是,不同的應用對材料的要求也會有所不同。

PA 12 (尼龍)

這是一種輕質、耐腐蝕、耐化學腐蝕的廣泛使用的材料。它不僅擁有出色的拉伸強度和衝擊強度,還兼具了堅韌與靈活的特性。尼龍PA12材料可以通過環氧乙烷、化學、伽馬射線輻照、氣體等離子體和蒸汽高壓滅菌器等多種方式進行消毒。利用MJF或SLS三維列印技術,尼龍PA12材料可以精確成型。作為一種醫療級材料,尼龍PA12已通過ISO認證和USP I-IV級認證,因此,它在假肢製造領域得到了廣泛應用。

聚醚酰亞胺 (ULTEM 1010)

ULTEM 1010在眾多FDM熱塑性塑料中脫穎而出,其強度、耐熱性和耐化學性均屬頂尖。同時,它還具備出色的生物相容性,可通過伽馬輻照、環氧乙烷、氣體等離子體和高壓蒸汽等多種方式進行滅菌。因此,ULTEM 1010常被用於列印手術導板、原型和假肢等醫療產品。

硅膠 (Sil 30)

3D列印硅膠心臟瓣膜

硅膠是一種耐熱、抗撕裂、高彈性的生物相容性彈性體。它通常用於製造與皮膚接觸的可穿戴設備,如呼吸面罩。它還可用於列印植入物。硅膠可使用 Carbon DLS 三維列印技術列印。

鈦 (Ti6Al4V)

鈦合金膝關節置換術

鈦無疑是醫療行業中備受推崇的金屬之一。其廣泛應用的背後,源於其眾多卓越的特性,特別是與人體骨骼的高度相似性。鈦擁有極高的強度、出色的耐熱性和硬度,同時具備良好的耐腐蝕性和非反應性。此外,它還可以通過多種方法進行消毒,展現出高度的生物相容性。

在醫療行業中,鈦被廣泛應用於製造定制的骨科植入物,如骨和關節置換、牙科植入物以及顱骨板等。不僅如此,它還被用於製造各種醫療工具。這些應用都得益於DMLS(直接金屬雷射燒結)技術的支持,使得鈦材料能夠以高精度和高質量的方式被列印出來。

不鏽鋼 (17-4PH)

不鏽鋼手術工具

不鏽鋼是一種高強度金屬,具備生物相容性,可以通過多種滅菌方法進行滅菌處理。然而,它的耐腐蝕性相對較短,特別是在植入物方面,其性能不如鈦和鈷鉻合金。儘管如此,不鏽鋼仍是外科工具和臨時植入物的理想選擇。使用DMLS技術列印不鏽鋼的成本也相對較低,相較於鈦和鈷鉻合金更具經濟性。

结论

我們致力於為醫療行業提供快速、可靠且高精度的三維列印服務,涵蓋熱塑性塑料、彈性體和金屬等多種材料。我們還提供多種後處理操作,以確保產品達到最高質量標準。

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