SLS 3D打印 | 打造定制辅具的神兵利器

来源： TPM3D 盈普三维

康复辅助器具是改善、补偿、替代人体功能和实施辅助性治疗以及预防残疾的产品。包括各类矫形器与假肢、个人移动辅助器具、沟通和信息辅助器具、个人医疗辅助器具等。康复辅助器具作为“定制化”属性MAX的产品，应该真正的适用于每个患者独特的实际情况，并且符合“精准医疗”的理念，所以3D打印技术凭借其对定制化产品的快速响应、灵活生产的能力，非常适合在该领域深入应用。相较于传统制作工艺，采用三维扫描+数字化设计+3D打印的“组合拳”，能够“直击”康复辅具制作工艺繁复的痛点，并且更容易通过设计优化来提升患者的使用体验和康复效果。

在各类3D打印技术中，选择性激光烧烧结技术（SLS）更适合用于制作康复辅具，因为SLS技术使用尼龙粉末材料为基材，打印零部件的机械性能和耐久性拉满，可选择的材料种类也非常多，包括尼龙11、尼龙12、尼龙6以及柔性TPU材料、复合高分子材料等，打印完成后还可以做化学蒸汽平滑处理，韧性更强，且防水防汗，防止细菌滋生。

图1 | 盈普SLS打印腕部护具经AMT化学蒸汽平滑处理前后对比

可以用于打印各类矫形器、康复头枕、鞋垫、假肢 等产品，并且打印速度快，可以满足小批量生产的要求，可谓是打造定制化康复辅具的神兵利器。

图2 | 盈普SLS 3D打印技术制作的各类康复产品

足踝矫形器
足踝矫形器是一种用于控制足踝部运动的装置，可用于固定关节炎、骨折损伤部位和纠正足踝部畸形。批量生产的矫形器型号有限，无法提供个体化的服务以实现最佳矫形效果。定制的足踝矫形器虽解决了上述问题，但传统石膏矫形器，取模制作效率低，对医师工艺技巧要求高，工作环境杂乱传，并且贴合度有限，外观单一不透气。

图3 | 传统石膏足踝矫形器的制作流程

3D打印的足踝矫形器应用逆向工程和快速成型技术，在大幅降低个体化足踝矫形器制作难度、缩短制作时间 的同时，可实现与定制的足踝矫形器相同，甚至更佳的效果，例如轻量化镂空设计等。同时近乎注塑尼龙材料性能确保产品使用的耐用性能。

图4 | 三维扫描 + 3D打印技术制作的足踝矫形器

脊柱侧弯矫形器
脊柱侧弯是一种常见的疾病，多见于青少年，其发病率已达5%以上。一般侧弯在20°以内的特发性脊柱侧凸可先不做治疗，而是进行严密的观察；但如果侧弯在30-40°，或者每年加重5°，就需要通过穿戴支具、或者理疗等方式进行治疗。再严重的情况就会影响心肺等器官，要通过手术来治疗。当然脊柱手术存在风险大、费用高昂的问题，除非万不得已，都建议使用非手术的方式治疗。其中最主要和最可靠的保守方法就是支具治疗。

图5 | 传统脊柱侧弯支具

传统制作矫形器需要石膏取病人身体模型结合X光片制作，工艺流程对患者和矫形师来说都十分繁琐。一个矫形师一天最多制作3-5个病人的矫形器。CT或3D扫描结合3D打印制作将会大大降低矫形师工作强度，提高生产效率。

图6 | 传统石膏脊椎矫形器的制作流程较繁复，患者体验较差

利用SLS 3D打印技术可以做出完全贴合患者软组织特征的产品，同时支持增加大量镂空结构，减轻支具佩戴重量，增加透气性。

图7 | 盈普SLS 3D打印脊椎矫形器制作流程简捷，穿戴体验更好

鞋垫
通过足部测量、足底压力测试以及步态分析，可以为足部病患者打印个性化的足部矫形鞋垫，缓解脑瘫患者、糖尿病患者、足部内外翻、扁平足等人群的走路不平稳问题。盈普三维携手上海交大利用先进打印技术、动作捕捉步态分析，共同展开这方面研究。并加速开发相关产品。

图8 | 盈普SLS 3D打印矫形鞋垫制作流程

头枕
现在人们的工作和生活节奏越来越快，并且长期低头看手机和电脑，引发的颈部肌肉劳损、颈椎前倾、颈背的僵硬和疼痛很常见，在睡觉的时候就尤其需要一个适合自己正常颈椎曲线的枕头，才能够真正起到缓解疲劳，改善颈椎曲度，并且提高睡眠质量的效果。

相较于市面上乳胶枕，利用三维扫描+X光+SLS 3D打印技术 制作的TPU康复头枕能够更完美的适配每个人的颈部曲线，而且TPU材料相较于发泡乳胶而言对头部的承托能力更强，受压后的变形更小，可以长期使用不变形，可以有效帮助用户缓解颈部疲劳，达到慢慢矫正颈椎曲线的效果。

图9 | 盈普SLS 3D打印康复头枕对颈部曲线的矫正效果

最后，盈普与上海交通大学医学转化研究院、中山陈星海医院深度合作，在广东中山建立了3D打印应用中心，设置骨科应用和康复应用科室，并已经开始SLS 3D打印康复辅具的市场化进程，不断有新的产品推出，为病患提供精准医疗解决方案。

图10 | 与上海交大医学转华研究院和陈星海医院合作建立的3D打印应用中心

在数字化医疗加速发展的今天，我们欣喜的看到：越来越多的医疗从业者正在去了解、使用3D打印技术，同时又有大批3D打印企业将目光投向医疗领域，并努力探索新的应用和价值，医工双方都在积极的相向而行，为医疗与3D打印行业的发展添砖加瓦，据此我们有理由相信，3D打印技术在数字化医疗领域大规模普及使用的一天很快就会到来。