3D打印:从想象到现实指日可待了

2019-07-10 11:41

  3D打印身体部位

  在特拉华州一所高中的毕业典礼演讲中,乔拜登描述了一个美妙的未来:通过使用3D打印机,我们将能够使受到外伤或烧伤的组织复原。这一目标指日可待。

  让我们从位于生命阶梯底层替换无生命的身体部位,如牙冠或假肢说起。第一波3D打印身体部位的商用浪潮已经出现,这些部位就位于行走中的普通人的身体中可能也包括你。3D打印的骨植入物、牙冠、隐形眼镜与助听器等无生命修复形式已经存在于世界各地成千上万人的体内。

  菲尔里夫斯是致力于3D打印行业的咨询公司Econolyst的总经理。据他估计,目前全球3D打印助听器的使用者大约有上千万。隐藏在病人牙齿上以矫正牙齿的隐适美(3D打印的、可定制的、透明的一次性塑料矫正器)已经取得了巨大的商业成功。据估计,目前全球3D打印牙种植体的使用数量已经达到50万~75万个。

  与3D打印的高端钛合金飞机部件一样,3D打印的人体部位也意味着小批量、数字化的定制生产。3D打印牙齿、助听器以及矫正器的过程都很相似:先对身体出现问题的部位进行扫描,再将扫描数据发送到一个特殊实验室,在那里这些数据被调整为可行性设计文件,最后,按照设计文件用软橡胶、坚硬而有光泽的陶瓷或者柔软而有弹性的透明塑料进行3D打印。

  目前,3D打印身体部位采用单一的材料,如金属、陶瓷或塑料。它们具有商业意义,因为它们的市场价值来自它们能够与一个形状特殊的身体紧密贴合。它们可自定义形状、可小批量生产,对于制造商而言不存在规模经济(可获利),这些特征使它们成为3D打印的完美对象。这也使过去的监管障碍变得相对简单。与活性组织或药物不同,在身体中植入螺栓组件涉及更少的健康风险,其副作用也是可以预见的。

  怎样的假肢富有吸引力?总部位于旧金山的小公司BespokeInnovations(定制创新公司)设计并3D打印定制假肢,该公司最近被3D系统公司收购。该公司的创始人之一斯科特萨米特说:制造假肢的方法多年来并没有发生太大的改变:将一块泡沫粗略削成一个人腿的形状,然后做一个模具,把泡沫放入其中,去掉多余部分。假肢制造科学实现的大飞跃应归功于医学成像技术、设计软件以及新材料的改进,而3D打印为截肢者和医生带来了全新的高度定制化。

  Bespoke公司的制造过程首先是对患者健康的腿和他们目前的假肢进行扫描,对扫描数据建模形成设计文件,然后将健康的腿叠加到假腿的数字图像上,以确保新定制的肢体能够保持身体的对称。当客户选定属于自己的独特设计后,Bespoke公司将其3D打印出来。

  Bespoke公司的在线工具(Configurator)允许客户对一系列设计风格进行选择,包括腿的图案、镀层材料以及罩面漆,通过生动的时尚赛车图案或别致的文身满足并体现使用者的喜好。

  使用Bespoke假肢的人的照片显示了他们心态的转变:过去总是隐藏他们的假肢,而现在Bespoke的客户则是自豪地穿着他们的假肢。

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