3d打印技术在医疗领域的应用（3d打印技术在医疗领域的四个层次特点）

本文目录

• 3d打印技术在医疗领域的四个层次特点
• 3d打印技术在医疗领域应用的四个层次中最高级的是
• 3d打印涉及的医学领域有哪些
• 3D打印在医疗领域的应用有哪些
• 3d打印技术在医疗领域应用的四个层次特点
• 在医疗领域中3D打印是怎么应用的
• 3d打印机在医疗领域内有哪些应用以及在现阶段的发展情况和未来发展趋势是怎么样的呢
• 据说3d打印机在医疗行业的应用使其与医疗领域有着天然的契合潜力，在临床使用中发挥了什么样的作用呢
• 3D打印机可以应用于医疗吗
• 光固化3d打印机应用在医疗行业中，可以用到哪些方面

3d打印技术在医疗领域的四个层次特点

随着3D打印技术的发展,其在医学领域,特别是人工骨､假肢､模型､牙齿正畸装置等方面的应用越来越广泛｡现阶段,3D打印在医疗领域的应用大致分为四个层次：一是快速成型层面,这个层面的应用主要是根据数字影像资料打印出立体三维模型,帮助医生分析病情,拟定手术方案｡另外,立体三维模型便于医生与患者沟通交流,这方面的应用在技术上已逐渐成熟｡二是利用3D打印技术制造出辅助手术工具或器械｡由于每台手术的独特性,需要特定的手术工具或器械以满足医生的特定需求,3D打印技术为满足个性化的手术器械提供了技术保障,可以制造出个性化的手术器械用于某些特定手术｡三是3D打印技术可直接打印出植入体内的修复体,即快速制造层面｡在这个层面上打印出的个性化修复体可以植入到人体内,更好地与病人的病灶结合,做到精准医治疾病｡四是组织工程生物活体的3D打印技术,可制造出具有生物活性的人体组织和器官,这是目前生物3D打印的研究热点和研究方向｡3D打印都是从CAD文件中读取三维数据,以逐层打印的方法构建一个三维模型,使用的材料可以是液体､粉末､丝材等｡在数字化医疗领域中使用较多的有以下几种技术｡1)立体光固化成型(SLA)技术｡它将紫外激光聚焦到一个光聚合物树脂表面上进行扫描,由点到线,由线到面层层固化｡这种光聚合物树脂是一种光敏树脂材料,具有广泛的适用性｡2)基于数字光处理(DLP)技术的光固化成型技术｡该技术以数字光投影仪作为光固化聚合反应的光源,也是使用光敏树脂材料;该技术与SLA技术点曝光工艺略有不同,它采用面曝光的方式,这使得DLP工艺具有更快的打印速度｡3)熔融沉积制造(FDM)技术｡FDM技术通过加热和挤出热塑性细丝从底层逐层构建物体｡由于技术开源,材料价格低廉,这是目前最普及的3D打印技术｡4)选择性激光烧结(SLS)技术｡SLS技术使用二氧化碳激光器将塑料､金属､陶瓷或玻璃粉末的小颗粒层层烧结成三维形状的零件｡由于无需支撑,可以打印出复杂的零件或装配件｡5)选择性激光融化(SLM)技术｡该技术采用高功率激光器将粉末材料熔化｡打印时,激光选择性熔化由涂覆机构均匀涂铺在基板(通常是金属)上的金属薄层,层层堆积以形成高精度的三维金属零件｡除以上几种3D打印技术外,喷射式三维打印(3DP)､叠层实体制造(LOM)等在医疗领域也有一定应用｡个性化：定制的假体、植入物缩短患者的痛苦和紧张的适应阶段。最佳贴合的尺寸也使手术操作难度减小，减少外科医生的压力。复杂的几何形状：一些自由结构通过传统的制造方法（铣削、车削或铸造等）无法制造出来，而模仿仿生原理的复杂结构，可以加快病人的愈合过程，这些复杂的仿生机构只有通过增材制造方式来实现。功能集成：增材制造医疗设备能够满足多种功能植入物的制造并减少制作步骤。可以具有多孔结构和粗糙的表面，以改善骨整合。不需要进一步的喷涂或表面纹理化后期处理。这一优点既适用于生产定制化植入物，也适用于制造标准化植入物。降低手术费用：更快的植入物生产速度，十几个小时之内可以完成生产，更贴合的尺寸加快手术和恢复期，更好的人体环境相容性降低后续治疗需求，这些都使得病人住院和后续治疗的费用大大减少。

3d打印技术在医疗领域应用的四个层次中最高级的是

3D打印技术在医疗领域应用的四个层次中，最高级的是金属3D打印、活性细胞、蛋白及其他细胞外基质，详细介绍如下：

1、简介：三维立体打印的技术。三维立体打印机，也被称为快速成型打印机。它是利用普通打印机的原理，将打印机和计算机连接起来，把原料装入机身，通过计算机的控制，用激光注射器将原料一层一层累积起来，最后将计算机上的蓝图变成实物。

2、特点：3D打印技术可与传统制造业技术互补，共同推进现代制造业的转型。此外，3D打印技术本身也在不断改进，不断有新的应用材料出现，应用领域也在逐步拓展。  

3、3D打印原理：三维打印的设计过程是：先通过计算机辅助设计或计算机动画建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，从而指导打印机逐层打印。设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。

4、打印过程：打印机通过读取文件中的横截面信息，用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来，再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。

3d打印涉及的医学领域有哪些

关于3D打印技术设计的医学领域有哪些这个问题，我们最常见的是在医疗器械中的应用，比如说牙齿模型、骨关节、心脏模型等。器械领域不仅是我们熟知的，而且目前来讲已经得到了很普遍的应用。

如果我们用发展的眼光去看待3D打印技术，那它不只是应用在医疗器械领域，也将会应用在医疗药物领域。

我最近看到一些相关报道，讲的是南京三迭纪医药科技有限公司在药物领域的3D打印技术的应用。该公司首个3D打印药物产品T19已向美国FDA提交新药临床试验申请。

该公司的多位研究者指出，与传统制药技术相比，药物的3D打印，可以通过三维空间设计，为精准释药、控制药物剂量、提高研发效率、灵活制药等提供新思路。

其实，依靠3D打印技术而发展的医疗新思路其实并不用过于稀奇，毕竟基于数字化的3D打印技术一切皆有可能。

3D打印在医疗领域的应用有哪些

如今，3D打印作为具有代表性的前沿技术之一 ，其应用价值已经获得了诸多业内人士的认可。在医疗领域，3D打印已经在逐步渗透于手术模型预演、康复医疗器械制造等多个细分应用场景，在3D打印前沿技术的推动下，传统医疗行业的服务模式正加快转变，智能化、高效化、专业化医疗服务模式也加快养成。手术预演模型对于风险高、难度大的手术，医务工作者进行术前规划十分重要。在以往的手术预演过程中，医务工作者往往需要通过CT、核磁共振(MRI)等影像设备获取患者的数据，之后再将二维医学影像利用软件转换成逼真的三维数据。如今，医务工作者可以借助3D打印机等设备，将三维模型直接打印出来。这样做，既可辅助医生进行精准的手术规划、提高手术的成功率，又便于医务工作者与患者针对手术方案进行沟通和交流。手术导板作为手术实施过程中的辅助手术工具 ，手术导板可以帮助医务工作者准确实施手术方案。目前，手术导板的类型已经包括关节类导板、脊柱导板、口腔种植体导板等。借助3D打印制作的手术导板，在弥补了传统手术导板制造工艺不足之处的同时，也能对导板的尺寸、形状等按需进行调整。这样做，可以使不同的患者都具有符合自己真正需要的导板 。牙科应用近年来，3D打印在牙科领域的应用一直是人们关注的热点。从总体来看，3D打印在牙科领域的应用主要集中在金属牙齿、隐形牙套设计及制作等方面。 3D打印前沿技术的出现，为需要进行牙齿矫正的人实现个性化定制牙套创造了更多可能。在不同的牙齿矫正阶段，矫正者需要的牙套是不同的，借助3D打印来制作矫正牙齿所需的多副牙套，不仅有助于牙齿的健康发育，也能降低牙套的制作成本。骨科应用目前，很多医务工作者正通过3D打印前沿技术来治疗骨骼受损的患者。通过为患者建立精确的三维骨骼物理模型，医务工作者可以进一步观察患者的骨质情况极骨骼受损的具体部位，并制定相应的治疗方案。借助3D打印的技术优势，长骨骨折、髋关节受损等治疗过程中所存在的一系列难题已经逐步被攻克。皮肤修复在治疗因火灾等皮肤严重灼伤的患者时，治疗周期较长、术后疤痕明显等问题使皮肤修复效果难以实现新的提升。多年来，科研人员一直致力于探索提升皮肤修复效果的新方式，而3D打印前沿技术的出现，为受损皮肤修复提供了一种新的途径。通过扫描受损皮肤创面，医务工作人员可以进行皮肤创口三维模型重建，然后利用前沿打印技术，将多种高黏度的含皮肤细胞的材料进行高精度、高活性的原位打印，构建仿生皮肤结构。生物组织器官近几年，科学界和医学界已经将3D打印生物器官组织作为研究的重点课题之一。目前，生物3D打印的组织器官主要包括鼻子、耳朵、血管、肾脏、心脏、皮肤、眼角膜等。无论是人造血管、软骨组织，还是肝脏组织、肾脏组织，其核心都是特定类型细胞的分离(或定向诱导)及大规模扩增。生物3D打印技术，在人工组织、器官培养过程中可以构建组织器官的三维形状，并让细胞组织按照预先设定好的形状生长，以此来促进细胞组织的健康发育，并用其来替换人体病变组织。康复医疗器械在实际的应用过程中，假肢、助听器等康复医疗器械具有小批量、定制化的需求，由于这些康复医疗器械设计较为复杂，传统数控机床受到加工角度等因素的限制往往难以实现较好的效果。利用3D打印技术后，康复医疗器械的制造工艺得到了进一步提升。制作单个定制化康复医疗器械的成本下降、制作周期也进一步缩短。个性化制药在智慧医疗快速发展的当下，患者对于专业化、个性化、 精准化医疗服务模式也满怀期待。在制药方面，运用3D打印成形技术制备药物缓释装置来制药具有多种优势。3D打印可以对多种制药材料实现局部细节化控制，并精准控制某种药物的成分。对于儿童和老人而言，科学控制药物的剂量也有助于提升用药的安全性。通过3D打印成形技术及设备，将粉末材料粘结成形，可以实现医学应用中具有复杂型腔的多孔结构，这对于药效释放有着重要意义。实际上，3D打印技术的出现，在潜移默化中已经从多个层面上改变了传统医疗行业的发展进程。相信随着技术的不断成熟，3D打印将催生出更医疗服务的新模式，人们也将感受到新兴技术给生活带来的便利。

3d打印技术在医疗领域应用的四个层次特点

3d打印技术在医疗领域应用的四个层次特点为以下四点：1、金属3D打印，活性细胞，蛋白及其他细胞外基质。2、无生物相容性要求的材料。3、具有生物相容性，且可以降解的材料。4、3D打印技术可直接打印出植入体内的修复体，即快速制造层面?

在医疗领域中3D打印是怎么应用的

随着3D打印技术发展，3D打印技术应用也越来越广，其中在医疗方面的应用也越来越普及。目前，很多牙科诊所、义齿加工所都引入了3D打印技术，运用3D打印技术可以帮助牙科诊所和义齿加工所快速实现高效而低成本的数字化牙科生产。下面为大家分享齿科领域中3D打印的应用。

• 第一，在牙齿修复中的应用

传统义齿加工主要依靠牙科技师个人技能和经验，属于一种劳动密集型工作，非常依赖技术人员的经验，而且工序繁杂，生产效率低，并且会经常出现牙模返工的情况。使用3D打印技术后，可直接通过3D打印机打印出牙模，基于牙模而制作出的齿科产品误差小也比较贴合，减少了手工打磨产品咬合不佳而需多次返工的问题，避免因返工而造成的各种浪费。

像黑格科技前段时间刚推出的桌面级3D打印机，能够帮助牙科技工所实现高效的数字化小批量生产。医生可以自行设计及生产需要的牙科产品，如义齿，操作方便且高效。通过口腔扫描仪精准获取患者的口腔数据，搭配诊所现有设备，通过远程实时传输给到义齿加工所进行数据分析，义齿加工所通过分析和软件设计排版后把数据反馈给诊所，医生可以将文件导入到桌面3D打印机生产出相应的牙科产品。患者一次就诊，最快花1-2个小时就能拿到依据患者口腔特点定制的某些牙科产品，当场使用。

• 第二，在种植牙中的应用

以前的牙齿种植流程，医生会先翻开牙龈，在牙槽骨上打一颗固定假牙用的“螺纹钉”，然后再切开牙龈，在“螺纹钉”上安装假牙，整个过程依赖牙科医生的经验与判断，而且持续时间长，患者创伤较大。使用3D打印技术后，医生会先给患者做个口腔扫描，然后设计可以适配患者种牙部位的种植手术导板，利用数字化软件，详细测量患者牙床的骨质密度、牙槽骨等条件，设计最佳的种植点，这样大大提升了手术的安全性，使手术更加精准，降低了种植牙手术的难度。

3d打印机在医疗领域内有哪些应用以及在现阶段的发展情况和未来发展趋势是怎么样的呢

　一：口腔领域 3d打印技术的特点是可以精确的进行复制，与数字化应用的3d打印机技术相结合，为口腔领域的牙科工业带来了高精度、高效率、低成本的优点。为牙科的医疗工作者能够更好地为患者诊断口腔疾病和口腔手术。对齿科加工工厂来说，只要有齿科3天的准确打印，并提供准确的数据，并结合牙科医生所提供的要求，可以精确定制各种类型的牙科产品。 二：人体组织植入物 由于每个人的骨骼形态不规则，个体差异很大，3d打印机技术已成为骨科骨缺损、颌面部损伤、颅骨修复等替代品的有效解决方法。3D打印技术制成的假体可以根据患者自身特点量身定做。同时，该技术可以打印假体和假体一体的骨小梁的微孔结构，有利于人体骨骼的长进。 三：医疗模型 采用3D打印技术，医师能够非常直观地看到手术部位的结构，有效的帮助医师制定手术计划。特别是对于复杂手术，可以减少手术风险，提高手术成功率。 目前，尽管3d打印技术已经比较成熟，并得到了广泛的应用，但是在整个医学领域的发展并不平衡。当前，已经是医学领域中发展较好的领域，随着国内的医疗成本慢慢降低，市场的渗透率也在慢慢提高。纵维立方整理了下现阶段，在医疗领域的影响和发展确实简单的总结下： 现阶段发展趋势：目前3d打印在医疗行业内是作为常规的医疗器械使用，目前专业的医疗用3d打印机是归为第二类医疗设备，主要在齿科、骨科领域发展日趋成熟。 短时间内的发展趋势：就目前市场与各大3d打印厂商所透露的消息来看，目前3d打印技术的研究方向主要是向人体内植入物和药物开发，同时进行简单的人体组织移植和部分器官打印。 未来3d打印的发展趋势:按照现在的发展趋势，3d打印机行业后期将集中开发纳米级药物、个性化复印管、高性能的植入材料打印。

据说3d打印机在医疗行业的应用使其与医疗领域有着天然的契合潜力，在临床使用中发挥了什么样的作用呢

3d打印机在医疗行业的应用使其与医疗领域有着天然的契合潜力，并已经在临床使用中发挥了巨大的作用。

让个性化医疗器械设计如你所愿

组织与器官的损伤均需要使用辅助材料进行修复，以最大程度低修复原有的功能和外观。而传统的辅助材料一般使用统一的规格进行加工，医生只能凭借经验进行粗略的再加工，往往不能满足患者的要求。3d打印则量体裁衣地为每位患者提供更加契合的辅助材料。

让临床医疗方案的设计更给力

如同文首所举的例子中一样，临床工作的医生往往会因解剖位置复杂、解剖位置太深而导致手术过于困难甚至失败。如今可以先利用CT或者核磁共振获取欲手术部位的解剖图像数据。利用这些数据，3d打印机打印出其仿真模型，医生可以利用这些模型定制手术计划、进行术前手术模拟。

更逼真的人造器官

对某些患者来说，器官先天畸形、后天事故造成的外貌损伤可能是一生都难以抚平的伤痛。如果不能在功能上加以恢复，他们希望至少能在外观上看起来一切正常。3d打印为这类患者带来了希望，用3d打印技术制造的义肢等多种外在器官让患者的缺损器官“重生”。

助力医学教育

当今的医学解剖教育饱受社会争议，主要问题在于使用人类尸体进行解剖学教育面临文化和伦理问题。同时，长期暴露于福尔马林防腐环境中也会产生学生与教学人员的健康问题隐患。而3d打印可以完全避免上述问题——较高分辨率的实现与颜色的再现让这些复制品同样具有教学意义。

以上仅仅是3d打印机在医疗行业的应用的少部分例子。总体来讲，3d打印目前依然仅仅出现在尖端医疗中，其使用门槛依旧较高，例如费用较高，需要专业技术人才。扫除这些障碍需要相关领域的人们通力合作，我们有理由相信，3d打印必将掀起一场产业革命！

3D打印机可以应用于医疗吗

医疗领域，3D打印所具有的技术优势，正领域量身定做的要求，提供了有效的技术补充。

牙齿矫治

一般口腔正畸时，患者咬掉用快速定型胶制作的基础牙模，并经过专业医生不断调整牙模角度、方向及偏差。费时费力，影响矫治速度，延长了患者就医时间。

目前，利用3D打印技术对患者进行口腔扫描仪扫描并生成三维数字化模型送至纵维立方光固化3D打印机打印，可快速获得高精度牙模。3D打印可直接佩戴正畸牙套，提高就诊效率，改善口腔咬合的就医体验。相对于传统的牙科矫治器，3D打印透明矫治器不仅隐形美观，而且尺寸更适合病人在矫治过程中的每个阶段。

假肢矫形器

普通石膏模型，是根据患者肢体特征，用石膏绷带对患者肢体进行包覆和取模，使其凝固成模腔，再用石膏浆灌入模腔翻模，最后得到与患者肢体部位大小相等的残肢模型。 

值得注意的是，此种残肢模型并不能直接应用，还需要专业的假肢技术人员通过复杂的技术手段来完成，最终制作出符合病人穿着需求的假肢或假肢矫形器。

3D打印技术可以节省大量的人力、物力和时间。采用3D打印快速成型的假肢矫形器更符合病人的肢体结构，提高使用者的舒适度。同时，3D打印的假肢矫形器制造成本低，大大减轻了用户的经济负担。

器官模型

肾是人体非常重要的器官，3D打印模型可以根据病人的真实成像数据，在打印过程中模仿各种组织特征。

光固化3D打印机可打印出全彩的逼真的3D打印器官模型，以帮助识别和避免因复杂或高体积肿瘤引起的周围动脉及血管损伤，从而帮助制定更精确的手术计划。

另外，光固化3D打印机制作的3D打印模型还可以用来向病人解释病情，提前规划复杂的手术流程，减少手术时间及相关的费用和风险。

该技术可直接从计算机中导入数据，生成任意形状的样品，避免了开发过程中某些复杂结构零件的人工、物力的消耗，缩短了产品定制周期，节省了人力、物力和时间，具有制造成本低、研发周期短、生产效率高等优点。

光固化3d打印机应用在医疗行业中，可以用到哪些方面

近年来，3d打印技术在医学领域的应用取得了令人瞩目的进展，3d打印的医用手术导板、手术模型和植入植入术主要用于矫形、肿瘤、口腔、肝胆、泌尿等十几个科室。

3d打印的优势

传统的产品设计是通过3d打印完成的，并没有充分发挥3d打印的真正价值。在更多的情况下，有必要突破设计思维的限制，充分发挥3d打印的自由造型优势。3d打印还具备个性化定制、复杂几何形状、功能集成等优势

专属定制

前面提到，在生物医学领域，需要更符合病例需求的定制生物材料辅助治疗。3d打印技术可以通过3d扫描仪的准确数据打印出与患者需求高度匹配的产品，让它在最短的时间内得到最合适的产品，帮助它尽快恢复健康。3d打印应用于个性化定制的案例包括:医疗模型、仿生耳朵、组织器官、植入、助听器外壳等。

复杂几何形状

3d打印可以建模复杂几何形状的物体，结合现有的二维数据，获得科学准确的患者病变模型，为医生的手术治疗提供准确的指导。

植入物

实施复合结构：植入体的多孔结构，坚固，有足够的弹性变形空间，有利于骨生长。由于孔洞结构形状复杂，且尺寸很小，不能采用传统加工工艺实现。金属3d打印技术可以根据设计方案中的孔隙率和尺寸制造植入物，给植入物的设计优化带来更高的自由度。

功能集成

脊柱再造术中使用的垫片采用三维印刷技术制作，产品设计采用霸权设计理念，可根据患者的解剖状况和医生的要求进行调整，同时作为对脊髓的强化垫块，制造亮点，通过金属3d打印技术，一次完成，省去了拆分产品组装的步骤。

以上举例都证明了3d打印在医疗行业的发展前景和价值体现，3d打印在各领域的应用还是具备明显优势的，纵维立方和大家一起期待这项技术的进一步发展。