增材制造(3D打印)技术在医疗领域怎么应用?

   2016-09-30 中国增材制造佚名4810
核心提示:增材制造技术在医疗中的应用除了粉床熔融技术对金属永久植入体的制备外,还包含以下技术及材料,主要用于医用模型的制造。一.其他快速成型技术:1 .SLA法SLA是常用的一种快速成型方法。一般而言,用丙烯酸酯作原材料制作医学SLA模型,比
    增材制造技术在医疗中的应用除了粉床熔融技术对金属永久植入体的制备外,还包含以下技术及材料,主要用于医用模型的制造。

一.其他快速成型技术:

1 .SLA法

SLA是常用的一种快速成型方法。一般而言,用丙烯酸酯作原材料制作医学SLA模型,比用环氧树脂或乙烯树脂好,并能获得较高的生产率。由于快速成型件的精度通常为CT扫描精度的5-10倍,因此,影响模型精度的主要因素是CT扫描的分辨率,SLA模型的精度虽然不够高,但仍可满足医疗领域的要求。SLA法适合制作复杂、清晰、体积不大的医学模型,例如颅模型。对于体积较大、复杂性不高的矫形模型,其他快速成型方法更恰当。

用低毒性的丙烯酸酯制作的模型,经过消毒之后,能解决树脂的毒性问题。然而,SLA的基本化学过程是湿式操作,已不太适合医院的环境。

在SLA成型过程中,必须制作支撑结构,而且随后须用手工去除这些结构。支撑结构应选择得当,并应小心予以拆除,否则可能把骨骼误作支撑结构并不小心将其弄断。

由于有关树脂研究的最新进展,在一个SLA模型上不同部位(特别是重要的解剖学缺陷),可能有不同的颜色。

2. LOM法

用LOM法做模型时,不必对整个截面进行扫描,而且模型的机械强度比较好,能经受各种切削加工,便于用切割和快干胶粘结的方法进行修改,因此适合制作中、大型医学模型,并能作为模具直接或间接铸造金属移植物(或注射塑料移植物)。LOM成型过程为下式操作,比较适合医院的环境。

3.FDM法

FDM成型过程为干式操作,比较适合医院的环境。一般而言,这种成型方法的成型速度、所得模型的清晰度和表面品质都低于SLA法。FDM成型过程中,也须制作支撑结构,但其材料可以是蜡,不会把骨骼误当支撑结构,易去除,问题是如何获得多种颜色的模型和低毒性的材料。

4. SLS法

SLS成型过程中为干式操作,也比较适合医院的环境。它不必设置和制作专门的支撑结构(未熔合的粉末是固有的支撑),因此可完全避免去除支撑结构的麻烦。这种成型方法的另一个优点是,能采用聚苯乙烯、尼龙、蜡等多种材料。

二.材料的选择:

医疗领域中不同用途对材料的要求

除“粉床熔融技术在医疗植入体制造中的应用”一文中提到的金属材料外,还包含以下材料:

1.热塑性材料

SLS、 FDM采用热塑性材料制作医用模型,它包括:蜡、聚苯乙烯、聚碳酸

酯、ABS、聚烯烃、尼龙等。适于LOM成型的热塑性(如聚乙烯)材料涂覆纸或聚酯薄膜,也可用于制作医用模型,但是它们的透明度不够好,不便观察内部缺陷(如肿瘤)。

2.光敏聚合物

SLA采用光敏聚合物制作医用模型,它包括:丙烯酸酯、环氧树脂、乙烯树酯等。

脚模型

头部模型

 
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