醫(yī)療行業(yè)的 “神奇魔法”—— 增材技術(shù)登場

隨著醫(yī)療技術(shù)向個(gè)性化、精準(zhǔn)化方向發(fā)展，增材制造（3D打?。┘夹g(shù)憑借其靈活定制、快速成型的特點(diǎn)，正在重塑醫(yī)療行業(yè)的診療模式。作為國內(nèi)3D打印領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，聯(lián)泰科技（UnionTech）通過多項(xiàng)創(chuàng)新應(yīng)用案例，展現(xiàn)了其在醫(yī)療模型、手術(shù)導(dǎo)板、醫(yī)學(xué)植入體等領(lǐng)域的核心技術(shù)優(yōu)勢。以下從四大應(yīng)用場景出發(fā)，結(jié)合聯(lián)泰科技的實(shí)際案例，解析增材技術(shù)如何推動(dòng)醫(yī)療行業(yè)變革。

醫(yī)療模型：疾病的 “透視鏡”

增材技術(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用就是制作醫(yī)療模型，它就像是醫(yī)生的 “透視鏡”，能夠?qū)⑷梭w內(nèi)部錯(cuò)綜復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)立體呈現(xiàn)。在骨科領(lǐng)域，醫(yī)師通過三維打印技術(shù)可將CT或MRI掃描獲得的數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像，轉(zhuǎn)化為精準(zhǔn)的實(shí)體骨骼模型。

重慶大學(xué)附屬醫(yī)院曾利用 3D 打印技術(shù)治療一位高位截癱患者，患者因高空墜落導(dǎo)致全身多發(fā)性骨折，經(jīng)診斷為高位截癱。針對(duì)患者陳舊性骨盆C3型骨折的復(fù)雜情況，醫(yī)療團(tuán)隊(duì)需實(shí)施高難度骨盆修復(fù)手術(shù)以改善其生活質(zhì)量。面對(duì)這類高風(fēng)險(xiǎn)手術(shù)，醫(yī)師運(yùn)用三維打印技術(shù)精準(zhǔn)復(fù)刻患者骨盆結(jié)構(gòu)，構(gòu)建出等比例實(shí)體模型。借助這個(gè)立體導(dǎo)航系統(tǒng)，醫(yī)療團(tuán)隊(duì)在術(shù)前即可進(jìn)行全流程演練：既能在模型上模擬骨折復(fù)位過程，又能根據(jù)骨折形態(tài)定制個(gè)性化內(nèi)固定鋼板，精確規(guī)劃螺釘植入路徑。最終借助3D 打印模型技術(shù)突破，成功完成了這臺(tái)高難度手術(shù)。

這種立體模型在醫(yī)患溝通中同樣發(fā)揮著獨(dú)特作用。傳統(tǒng)診療中晦澀難懂的平面影像，如今通過 3D 打印模型轉(zhuǎn)化為觸手可及的立體展示?；颊呒捌浼覍俚靡灾庇^觀察病灶情況，仿佛獲得透視人體結(jié)構(gòu)的特殊視角。這種具象化的呈現(xiàn)方式不僅加深了患者對(duì)病情的認(rèn)知，更搭建起醫(yī)患之間高效溝通的橋梁，使治療方案獲得更深層次的理解與配合。

心脈醫(yī)療心臟模型

  針對(duì)心臟手術(shù)的高風(fēng)險(xiǎn)性，聯(lián)泰科技采用SLA光固化技術(shù)打印高精度心臟模型，協(xié)助醫(yī)生進(jìn)行術(shù)前路徑規(guī)劃，成功應(yīng)用于主動(dòng)脈瓣膜置換等復(fù)雜手術(shù)，顯著降低術(shù)中不確定性。

醫(yī)療護(hù)具和導(dǎo)板：手術(shù)的 “隱形助手”

醫(yī)療護(hù)具和導(dǎo)板在醫(yī)療器械中同樣有著不可或缺的地位，它們就像是手術(shù)中的 “隱形助手”，默默發(fā)揮著重要作用 。從診斷到治療，從手術(shù)輔助到患者康復(fù)，都離不開它們 。

以上海市第九人民醫(yī)院口腔科的腓骨重建下頜骨手術(shù)導(dǎo)板為例，下頜骨腫瘤是口腔頜面外科的常見疾病，切除腫瘤后常出現(xiàn)下頜骨缺損，嚴(yán)重影響患者面部外形和功能 。傳統(tǒng)的腓骨成形術(shù)在皮瓣斷蒂后進(jìn)行，很難精確地重建下頜輪廓 。而利用增材技術(shù)，醫(yī)生可以根據(jù)患者的 CT 數(shù)據(jù)，使用專業(yè)軟件設(shè)計(jì)出下頜骨腫瘤切割導(dǎo)板、下頜骨殘端外固定連接導(dǎo)板、腓骨截骨導(dǎo)板、腓骨塑形及就位導(dǎo)板等 。

在手術(shù)中，醫(yī)生先顯露下頜骨腫瘤及放置截骨導(dǎo)板所需的骨面，置入截骨導(dǎo)板進(jìn)行截骨操作，完整切除下頜骨腫瘤 。然后利用下頜骨殘端外固定支架導(dǎo)板連接腫瘤切除后的雙側(cè)下頜骨殘端，建立穩(wěn)定的咬合關(guān)系 。接著按常規(guī)手術(shù)方式取腓骨肌游離瓣，不斷蒂，置入腓骨切割導(dǎo)板進(jìn)行截骨，調(diào)磨后放入腓骨塑形導(dǎo)板，隨后進(jìn)行斷蒂，并將其轉(zhuǎn)移至下頜骨缺損區(qū)，調(diào)磨后將腓骨瓣內(nèi)固定至下頜骨殘端 。

通過這種方式，大大提高了手術(shù)的精準(zhǔn)度 。有研究對(duì)比了使用數(shù)字化手術(shù)導(dǎo)板和常規(guī)手術(shù)的兩組患者，結(jié)果顯示，使用導(dǎo)板的研究組腓骨塑形時(shí)間明顯小于對(duì)照組，腓骨瓣平均缺血時(shí)間也明顯小于對(duì)照組 。研究組實(shí)際手術(shù)的 CT 重建與模擬手術(shù)的模型對(duì)比，頜骨位置平均誤差約為 1.5mm ，術(shù)后患者的面部外形和咬合功能都得到了很好的恢復(fù) 。

仁濟(jì)醫(yī)院醞神經(jīng)穿刺導(dǎo)板

  聯(lián)泰科技與呂堅(jiān)偉教授團(tuán)隊(duì)合作，開發(fā)用于醞神經(jīng)調(diào)控手術(shù)（SNM）的穿刺導(dǎo)板。該導(dǎo)板基于患者CT數(shù)據(jù)定制，術(shù)中準(zhǔn)確導(dǎo)航穿刺路徑，減少神經(jīng)損傷風(fēng)險(xiǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于泌尿外科領(lǐng)域。  

手術(shù)導(dǎo)板已被公認(rèn)為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)手術(shù)的重要工具

醫(yī)學(xué)植入體：人體的 “定制零件”

醫(yī)學(xué)植入體就像是為人體量身定制的 “零件”，當(dāng)人體的某些組織受損時(shí)，它們可以發(fā)揮重要的替代作用 。增材技術(shù)在醫(yī)學(xué)植入體的制造上也展現(xiàn)出了獨(dú)特的優(yōu)勢 。

鈦合金植入體是常見的一種醫(yī)學(xué)植入體 。以髖關(guān)節(jié)植入體為例，髖臼是髖關(guān)節(jié)的重要組成部分，位于髖骨外側(cè)面中央，呈半球形深凹，直徑約 30 - 50mm 。通過增材技術(shù)，使用 Muees430 設(shè)備，以鈦合金為材料，能夠一體成型制造出髖臼 。這種 3D 打印的髖關(guān)節(jié)植入體可以根據(jù)患者的具體情況進(jìn)行個(gè)性化定制 。在波蘭的一家醫(yī)院，就曾為一位因之前插入的鋼制假肢出現(xiàn)并發(fā)癥的患者，通過 3D 打印制作了髖關(guān)節(jié)假體 。醫(yī)生先拍攝 X 光和高分辨率計(jì)算機(jī)斷層掃描，創(chuàng)建骨盆和髖關(guān)節(jié)的 3D 模型，評(píng)估患者盆底的缺陷和損傷，在工程師團(tuán)隊(duì)和整形外科醫(yī)生的幫助下制作出完全符合患者需求的植入物 。而且，這種植入體的髖臼部件涂層涂有鈦、碳和硅樹脂的開孔涂層，最接近患者的天然骨骼并且類似于骨骼結(jié)構(gòu)，還具有抗菌作用，能確保骨骼長入植入物的結(jié)構(gòu)中，幫助患者盡快恢復(fù)健康 。

除了鈦合金植入體，高溫 PEEK 植入體也有重要應(yīng)用 。在頭顱重建手術(shù)中，醫(yī)生會(huì)根據(jù)患者的 CT 掃描數(shù)據(jù)，使用 CAD 軟件設(shè)計(jì)出 “量身定做” 的顱骨片結(jié)構(gòu)，然后通過 3D 打印技術(shù)，利用高性能 PEEK 材料進(jìn)行 FDM（熔融沉積建模）打印定制化顱骨片 。PEEK 材料具有優(yōu)異的機(jī)械性能、耐高溫、耐腐蝕等特性，與人體的生物相容性好，用于顱骨重建可以減少排異反應(yīng)和感染的風(fēng)險(xiǎn) ?？低蒯t(yī)療通過自主研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新，采用先進(jìn)的激光熔融沉積工藝，將 PEEK 粉末逐層熔化并堆積成型，成功實(shí)現(xiàn)了增材制造 PEEK 技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，為國內(nèi)醫(yī)療器械行業(yè)的發(fā)展提供了有力支持 。

醫(yī)療工具：醫(yī)療創(chuàng)新的 “新引擎”

醫(yī)療工具作為直接或間接用于人體的各類物品，在醫(yī)療過程中起著關(guān)鍵作用 。增材技術(shù)也為醫(yī)療工具的制造帶來了新的變革，一些手術(shù)切割刀具、血管支架、醫(yī)療連接體等都可以通過 3D 打印來制造 。

以乳腺穿刺旋切探針為例，這是一種用于乳腺可疑病灶活檢取樣和乳腺良性病灶微創(chuàng)切除的微創(chuàng)手術(shù)器械，主要加工特征為三棱形刃口和針尖 。傳統(tǒng)的乳腺穿刺旋切探針在制造上可能存在一些局限，而通過增材技術(shù)，使用 Muees430 設(shè)備，以鈦合金為材料進(jìn)行制造，僅需 0.35 小時(shí) 。這種 3D 打印的乳腺穿刺旋切探針可以實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)和制造，其刃口和針尖的形狀能夠根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行優(yōu)化，提高穿刺和旋切的效率，減少對(duì)患者乳腺組織的損傷 。而且，3D 打印還可以實(shí)現(xiàn)探針的個(gè)性化定制，根據(jù)不同患者的乳腺結(jié)構(gòu)和病情，制造出最適合的探針 。

再比如尺撓骨接骨板，它用于固定尺撓骨骨折之處，幫助骨骼恢復(fù)正常功能 。通過增材技術(shù)制造的尺撓骨接骨板，同樣有著獨(dú)特的優(yōu)勢 。它可以根據(jù)患者骨折部位的具體形狀和尺寸進(jìn)行定制，更好地貼合骨骼，提供更穩(wěn)定的固定效果 。使用 Muees430 設(shè)備，以鈦合金為材料制造尺撓骨接骨板，樣件尺寸為 60x31x7.7MM，打印時(shí)長為 0.63H 。3D 打印的尺撓骨接骨板還能在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行優(yōu)化，在保證足夠強(qiáng)度的同時(shí)，減輕接骨板的重量，減少對(duì)患者身體的負(fù)擔(dān) 。

醫(yī)療牙科：口腔健康的 “私人定制”

在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，增材制造技術(shù)正引領(lǐng)著個(gè)性化診療的革新浪潮。傳統(tǒng)硅膠取模流程往往需要 3 天時(shí)間才能完成，如今借助口內(nèi)三維掃描與增材技術(shù)的協(xié)同創(chuàng)新，整個(gè)制模過程已縮短至最快 2 小時(shí)就能完成。這項(xiàng)技術(shù)突破不僅實(shí)現(xiàn)了效率飛躍，更通過數(shù)字化建模技術(shù)規(guī)避了手工取模可能產(chǎn)生的形變誤差，以微米級(jí)精度完整捕捉口腔結(jié)構(gòu)特征。

依托精準(zhǔn)的數(shù)字化模型，醫(yī)師可運(yùn)用智能設(shè)計(jì)平臺(tái)對(duì)修復(fù)體的咬合結(jié)構(gòu)、形態(tài)比例及美學(xué)細(xì)節(jié)進(jìn)行全方位調(diào)控。以全口義齒基托為例，通過 3D 打印能完美契合患者獨(dú)特的口腔生理曲線，實(shí)現(xiàn)修復(fù)體與軟組織間的無縫銜接。尤為精妙的是，3D 打印可在修復(fù)體表面復(fù)刻天然牙釉質(zhì)的光澤過渡與紋理細(xì)節(jié)，打造出兼具功能性與仿生美學(xué)的口腔修復(fù)方案。

隱形正畸領(lǐng)域的技術(shù)突破同樣具有里程碑意義。相較于傳統(tǒng)金屬托槽帶來的視覺負(fù)擔(dān)與異物感， 3D 打印技術(shù)制作的透明矯治器開創(chuàng)了無痕矯治新時(shí)代。每副矯治器均依據(jù)患者牙齒的立體模型個(gè)性化成型，既保持著宛若隱形的視覺通透性，又通過精密力學(xué)計(jì)算實(shí)現(xiàn)牙齒的漸進(jìn)式位移。這種革新性矯治方案在提升舒適度的同時(shí)，顯著增強(qiáng)了患者的治療信心與持續(xù)配合度。

增材技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展前景

增材技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展前景十分廣闊，其應(yīng)用領(lǐng)域正不斷拓展延伸。在生物組織工程領(lǐng)域，該技術(shù)通過制造具備生物活性的定制化支架，為組織修復(fù)與再生醫(yī)學(xué)開辟新路徑，顯著提升治療效果。研究顯示，利用3D 打印技術(shù)已成功構(gòu)建出可促進(jìn)細(xì)胞生長的仿生結(jié)構(gòu)，為復(fù)雜組織修復(fù)提供創(chuàng)新解決方案。

在藥物遞送領(lǐng)域，增材技術(shù)展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢。通過精密控制材料結(jié)構(gòu)與空間分布，可開發(fā)個(gè)性化給藥裝置。例如利用 3D 打印技術(shù)優(yōu)化藥物釋放路徑，或構(gòu)建多功能載體實(shí)現(xiàn)靶向輸送，為精準(zhǔn)醫(yī)療提供技術(shù)支撐。這類突破性進(jìn)展正推動(dòng)治療方案向高效化、定制化方向演進(jìn)。

技術(shù)融合創(chuàng)新成為重要發(fā)展趨勢。與智能算法結(jié)合可實(shí)現(xiàn)診療設(shè)備的功能升級(jí)，開發(fā)出具備實(shí)時(shí)監(jiān)測能力的智能醫(yī)療器械。虛擬仿真技術(shù)的引入則大幅提升手術(shù)規(guī)劃精度，通過三維重建與模擬操作優(yōu)化治療流程，為醫(yī)患雙方創(chuàng)造更高價(jià)值。

聯(lián)泰科技依托自主研發(fā)的SLA光固化設(shè)備（如成型尺寸達(dá)600mm3的高精度打印機(jī)）和全流程數(shù)字化解決方案，覆蓋從醫(yī)學(xué)影像處理到產(chǎn)品后處理的完整鏈條。其設(shè)備具備高穩(wěn)定性、高精度（±0.05mm）、高成效（多級(jí)變光斑技術(shù)）及高安全性（CR認(rèn)證）四大特點(diǎn)，已服務(wù)全球超3000家客戶，包括上海市質(zhì)子重離子醫(yī)院、復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院等頂尖醫(yī)療機(jī)構(gòu)。  

光固化3D打印機(jī)Lite600HD（手術(shù)模型、低溫消毒導(dǎo)板）

當(dāng)前發(fā)展仍面臨多重挑戰(zhàn)：生物相容性材料的創(chuàng)新研發(fā)亟待突破，需開發(fā)更適應(yīng)人體環(huán)境的新型復(fù)合材料；精密制造過程中的質(zhì)量控制體系尚待完善，這對(duì)植入類產(chǎn)品的可靠性提出更高要求；行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與監(jiān)管框架也需同步優(yōu)化，以保障技術(shù)創(chuàng)新與醫(yī)療安全的平衡發(fā)展。

盡管存在挑戰(zhàn)，增材技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的革新潛力已得到充分驗(yàn)證。隨著跨學(xué)科協(xié)作的深化與產(chǎn)業(yè)生態(tài)的成熟，這項(xiàng)技術(shù)將持續(xù)推動(dòng)診療模式創(chuàng)新，為提升醫(yī)療服務(wù)品質(zhì)注入強(qiáng)勁動(dòng)力。

結(jié)語

增材技術(shù)的出現(xiàn)，無疑是醫(yī)療行業(yè)發(fā)展歷程中的一座重要里程碑，它為醫(yī)療行業(yè)帶來了諸多變革和突破 。從幫助醫(yī)生更好地了解病情、提高手術(shù)成功率的醫(yī)療模型，到提高手術(shù)精準(zhǔn)度、助力患者康復(fù)的醫(yī)療護(hù)具和導(dǎo)板；從為患者提供更貼合身體需求的醫(yī)學(xué)植入體，到推動(dòng)醫(yī)療工具創(chuàng)新、提高治療效果的醫(yī)療工具，再到為患者帶來更舒適、高效治療體驗(yàn)的醫(yī)療牙科 。增材技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)的各個(gè)方面都發(fā)揮著重要作用，大大提高了醫(yī)療服務(wù)的質(zhì)量和效率，為患者帶來了更多的希望 。

當(dāng)前增材技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用尚存技術(shù)瓶頸，但伴隨技術(shù)迭代加速與科研探索深化，這些技術(shù)屏障終將被逐個(gè)攻克。作為3D打印醫(yī)療創(chuàng)新的重要驅(qū)動(dòng)力，增材制造必將持續(xù)拓展其應(yīng)用疆界，在精準(zhǔn)醫(yī)療與個(gè)性化診療領(lǐng)域開啟更多可能性。醫(yī)工融合的創(chuàng)新浪潮不僅將重塑臨床診療模式，更預(yù)示著人類健康守護(hù)體系將邁入更智能化的新紀(jì)元。