医疗领域三大预测:未来高精度3D打印技术的创新趋势

3D打印动态
2024
12/30
16:25
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本帖最后由 冰墩熊 于 2024-12-30 16:25 编辑

南极熊导读:在过去的30多年里,3D打印正在积极推动各行各业创新,特别是在医疗技术和生命科学领域。增材制造技术为行业创新提供了前所未有的机会,解决了那些直接影响患者和生命科学研究的痛点。

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△以硬币为参照物体的青光眼3D打印支架

随着医疗保健和生物制药领域的创新步伐不断加快,研究人员正在寻找新的方法来适应和推进这些发现。3D打印技术提供了一系列独特的解决方案。无论是在开发针对癌症、阿尔茨海默病等难治性疾病的新疗法,还是在构建智能可穿戴医疗设备方面,亦或是在提供个性化治疗方案,如用于治疗青光眼的微型支架,3D打印技术都在帮助这些应用实现更高的精度和更短的开发周期。

近年来,各行各业都出现了微型化趋势,这使得3D打印技术更具吸引力。在某些情况下,它甚至是制造超高精度微型部件的唯一选择。预计,到2025年,随着微型3D打印和新型增材制造材料(包括具有更高生物相容性和耐高温性的材料)的引入,医疗创新将加速,从而重新定义患者护理。

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△针对特定应用而开发的3D打印材料将带来新的创新

1.材料和生产运行支持专业化应用

为了支持疾病建模、精准医疗以及其它专业应用,对于温度敏感且具备生物相容性的先进材料的需求正在不断增长。医疗技术的开发必须采用无菌和生物相容性材料,以确保患者安全,这也是3D打印技术对产品设计师和工程师具有吸引力的一个原因。这项技术允许他们在从原型设计到生产的各个阶段使用各种材料,并能够生产少量或一次性材料用于产品测试。

在医疗保健领域,定制和一次性技术的使用同样普遍。与传统制造相比,3D打印提供了更高的灵活性,并且在小批量生产中更具成本效益,因为这些样品使用量较少。展望未来,我们预计会看到3D打印公司与材料科学家以及特定应用领域的研究人员紧密合作,共同开发满足特定性能需求的新型材料。

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△波士顿微制造公司3D打印的生物芯片

2.3D打印引领细分医疗领域创新

在2024年,医疗器械市场迎来了几家新进入者,它们专注于解决医疗技术行业特定子领域中的细分问题。例如,Pristine Surgical利用3D打印技术对关节镜手术工具进行了改进,这样的创新有助于通过高分辨率4K成像技术来简化内窥镜手术的操作流程。

高精度的微型3D打印解决方案也在推动治疗医学的发展,通过提供改进的工具来促进药物研发(R&D)。微流体设备,通常被称为芯片实验室或芯片器官平台,被用于药物研究中以模拟人体生物学,为科学家提供更精确的模拟,以了解身体对处于测试阶段的新药和新疗法的反应。这些设备在从药物开发到疾病治疗等广泛的医学研究领域中发挥着重要作用。

波士顿微制造公司全球运营首席执行官John Kawola预计,未来各公司将会专注于如何通过3D打印解决医疗技术和医疗保健领域的设计或生产难题。它们还可能会专注于利用3D打印技术加速生命科学研究,绕过昂贵且耗时的体内研究,同时提供可靠的替代方案。

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△以为铅笔橡皮擦为参照物体的3D打印微针

3.医疗技术小型化将继续引领创新

随着治疗输送方法和手术内组件的微型化趋势日益兴起,微型3D打印技术能够实现微米级精度的创新解决方案而变得更具吸引力。在某些情况下,增材制造可能是唯一能够反复实现许多部件所需严格公差的解决方案。

研究人员最近利用微型3D打印技术制造了一种仿生肿瘤内导管。该导管旨在改善对肝肿瘤的药物输送效果,设计包括0.4毫米的侧孔和精细的倒钩,这些是传统制造技术难以实现的。通过使用3D打印制造这种装置,研究人员发现这种微型导管可以将药物浓度提高183倍,这对于实现超靶向癌症治疗具有重大意义。

虽然超高分辨率部件通常必不可少,但随着部件尺寸的减小,制造难度也相应增加。面对这些挑战,整个行业越来越多地采用微型3D打印技术,以推动从药物开发到手术工具的医疗保健和生命科学研究。

Kawola表示:“随着我们进入医学领域创新和进步的新一年,这些成就在很大程度上归功于3D打印等独特技术。我对于这一领域未来的发展感到兴奋,并期待在自己的工作领域中,扩展到牙科和医疗环境中的最终用途应用,并继续支持客户推动各自行业的创新。”




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