世界首創(chuàng)的低溫下可重塑的3D打印塑料

隨著增材制造技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)療專業(yè)人員可以創(chuàng)建3D打印植入物、夾板和其他針對個體患者定制的設(shè)備，確保完美的契合度和高度的舒適度。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場研究，3D打印技術(shù)在矯形器與假肢、個人移動輔助器具、溝通和信息輔助器具、個人醫(yī)療輔助器具等康復(fù)輔助器具的細分領(lǐng)域均有所應(yīng)用。

英國Torc2公司開發(fā)了一種特殊的3D打印塑料，這種柔軟耐用的復(fù)合材料可以在低溫下重塑，這意味著由此材料制成的醫(yī)療器械可在患者身體上發(fā)生形狀改變。據(jù)稱，這個發(fā)明在世界上屬于首次。

這種塑料材料是熱塑性材料，在37°C 的溫度下是固體形狀（這也是人體正常溫度），在 55°C的溫度下則會變得柔軟。對于腦癱和髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良的患者來說，這種塑料可以用來制造夾板，同樣也可以用作下肢假肢的可重塑襯墊。

根據(jù)Torc2的Gary Blundell，“Torc的材料關(guān)鍵特性是可以在低溫下軟化。加熱到在 55°C左右，這種材料就可以根據(jù)患者的需要重新調(diào)整形狀，這使得產(chǎn)品形狀可以根據(jù)病人的康復(fù)情況進行更改，不僅更改過程輕松，而且無浪費。”

所有的這些優(yōu)勢都引起了英國國民健康服務(wù)局（NHS）極大的興趣，如果能夠使用單一的可重塑康復(fù)輔具而不是多個康復(fù)輔具，那么政府就能夠減少夾板和類似輔具的費用支出。Torc2公司位于英國的考文垂市，該項目獲得了Coventry & Warwickshire 的創(chuàng)新獎資助，資金將用于協(xié)助產(chǎn)品開發(fā)和制造。

Torc2認為這種材料的應(yīng)用不僅僅在于腦癱和髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良領(lǐng)域。有很多需要改變和調(diào)整塑料輔具形狀的應(yīng)用場景。目前他們正在計劃升級其實驗室的3D打印規(guī)模，以便能夠生產(chǎn)用于臨床試驗的全尺寸康復(fù)輔具。并且他們已經(jīng)申請了專利以保護這種材料的知識產(chǎn)權(quán)。Torc2公司希望有一天，世界上很多醫(yī)院都可以擁有Torc生產(chǎn)系統(tǒng)，用于制造可重塑的醫(yī)療康復(fù)輔具。

我國是世界上康復(fù)輔助器具需求人數(shù)最多、市場潛力最大的國家。2015年我國殘疾人普及型假肢裝配數(shù)量為31,588例，殘疾人矯形器裝配數(shù)為50,537例，中國殘疾人康復(fù)輔助器具總供應(yīng)數(shù)為195.9萬件。相比我國龐大的殘疾人口總數(shù)來說，康復(fù)輔助器具的佩戴率仍然較低。僅是殘疾人群體，就為康復(fù)輔具市場提供了充分的成長空間。

3D打印技術(shù)在矯形器制造中體現(xiàn)出的主要優(yōu)勢為：快速定制化制造、實現(xiàn)功能集成化、輕量化設(shè)計，提高矯形器的佩戴舒適度，以及美觀性。一種3D打印材料是否適合用作矯形器用途，需要充分考慮如何滿足患者的需求。包括：

穩(wěn)定與支持：通過限制肢體或軀干的異常運動來保持關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性，恢復(fù)承重或運動能力。
固定與矯正：對已出現(xiàn)畸形的肢體或軀干，通過固定病變部位來矯正畸形或防止畸形加重。
保護與免負荷：通過固定病變的肢體或關(guān)節(jié)，限制其異常活動，保持肢體、關(guān)節(jié)的正常對線關(guān)系，對下肢承重關(guān)節(jié)可以減輕或免除長軸承重。
代償與助動：通過某些裝置如橡皮筋、彈簧等來提供動力或儲能，代償已經(jīng)失去的肌肉功能，或?qū)�肌力較弱部分給予一定的助力來輔助肢體活動或使癱瘓的肢體產(chǎn)生運動。

當前用途最廣的康復(fù)輔具3D打印材料包括熱塑性材料與光敏材料，對應(yīng)的3D打印技術(shù)包括熔融擠出3D打印技術(shù)，選擇性激光燒結(jié)3D打印技術(shù)，光固化3D打印技術(shù)。

來源：3D科學(xué)谷