世界首创的低温下可重塑的3D打印塑料


日期:2017/08/02 来源:3D科学谷

随着增材制造技术的发展,医疗专业人员可以创建3D打印植入物、夹板和其他针对个体患者定制的设备,确保完美的契合度和高度的舒适度。根据3D科学谷的市场研究,3D打印技术在矫形器与假肢、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的细分领域均有所应用。

英国Torc2公司开发了一种特殊的3D打印塑料,这种柔软耐用的复合材料可以在低温下重塑,这意味着由此材料制成的医疗器械可在患者身体上发生形状改变。据称,这个发明在世界上属于首次。

加热一下即可重塑

这种塑料材料是热塑性材料,在37°C 的温度下是固体形状(这也是人体正常温度),在 55°C的温度下则会变得柔软。对于脑瘫和髋关节发育不良的患者来说,这种塑料可以用来制造夹板,同样也可以用作下肢假肢的可重塑衬垫。

根据Torc2的Gary Blundell,“Torc的材料关键特性是可以在低温下软化。加热到在 55°C左右,这种材料就可以根据患者的需要重新调整形状,这使得产品形状可以根据病人的康复情况进行更改,不仅更改过程轻松,而且无浪费。”

所有的这些优势都引起了英国国民健康服务局(NHS)极大的兴趣,如果能够使用单一的可重塑康复辅具而不是多个康复辅具,那么政府就能够减少夹板和类似辅具的费用支出。

Torc2公司位于英国的考文垂市,该项目获得了Coventry & Warwickshire 的创新奖资助,资金将用于协助产品开发和制造。

Torc2认为这种材料的应用不仅仅在于脑瘫和髋关节发育不良领域。有很多需要改变和调整塑料辅具形状的应用场景。目前他们正在计划升级其实验室的3D打印规模,以便能够生产用于临床试验的全尺寸康复辅具。并且他们已经申请了专利以保护这种材料的知识产权。Torc2公司希望有一天,世界上很多医院都可以拥有Torc生产系统,用于制造可重塑的医疗康复辅具。

我国是世界上康复辅助器具需求人数最多、市场潜力最大的国家。2015年我国残疾人普及型假肢装配数量为31,588例,残疾人矫形器装配数为50,537例,中国残疾人康复辅助器具总供应数为195.9万件。相比我国庞大的残疾人口总数来说,康复辅助器具的佩戴率仍然较低。仅是残疾人群体,就为康复辅具市场提供了充分的成长空间。

3D打印技术在矫形器制造中体现出的主要优势为:快速定制化制造、实现功能集成化、轻量化设计,提高矫形器的佩戴舒适度,以及美观性。一种3D打印材料是否适合用作矫形器用途,需要充分考虑如何满足患者的需求。包括:

稳定与支持:通过限制肢体或躯干的异常运动来保持关节的稳定性,恢复承重或运动能力。

固定与矫正:对已出现畸形的肢体或躯干,通过固定病变部位来矫正畸形或防止畸形加重。

保护与免负荷:通过固定病变的肢体或关节,限制其异常活动,保持肢体、关节的正常对线关系,对下肢承重关节可以减轻或免除长轴承重。

代偿与助动:通过某些装置如橡皮筋、弹簧等来提供动力或储能,代偿已经失去的肌肉功能,或对肌力较弱部分给予一定的助力来辅助肢体活动或使瘫痪的肢体产生运动。

当前用途最广的康复辅具3D打印材料包括热塑性材料与光敏材料,对应的3D打印技术包括熔融挤出3D打印技术,选择性激光烧结3D打印技术,光固化3D打印技术。