新的3D打印工艺有助于创建定制医疗设备

研究人员诺丁汉大学使用一种新的3D打印工艺定制人工身体部位和其他集成功能的医疗器械。这些功能提供更好的形状和耐用性，同时，减少细菌感染的风险。

大多数大规模生产的医疗设备不能完全满足用户独特而复杂的需求。同样，单材料3D打印方法有设计上的局限性，不能生产具有多种生物或机械功能的定制设备。但这是我们第一次使用计算机辅助的多材料3d打印技术，证明了将复杂功能结合到一个定制的医疗设备中，以提高患者的幸福感是可能的．

何银峰博士，增材制造中心研究负责人

科学家们认为，这种新颖的设计过程可以用于3d打印各种需要定制功能和形状的医疗设备。例如，3d打印技术可以用于生产一个整体式的高度定制的假肢关节或肢体，以替代完全适合患者的失去的肢体或手指，从而提高他们的舒适度和假肢的耐用性。

这项技术还可以用于打印含有多种药物的定制药丸——被称为复方药片——按照预先设计的治疗顺序临时排出人体。

与此同时，全球老龄化人口不断增加，未来对医疗设备的需求将会更大。这项新技术可以帮助改善老年人的健康和福利，从而减轻政府的经济负担。

它是如何工作的

在这项研究中，研究人员使用一种计算机算法，以像素为单位开发和生产由两种不同硬度的高分子材料组成的3d打印物体，这两种材料也可以防止细菌生物膜的积累。亚博网站下载通过这种方式改善刚度，研究人员能够实现定制尺寸和定制形状的组件，提供所需的强度和灵活性。

例如，现有的人工手指关节替换物既使用硅树脂，也使用金属，使佩戴者具有标准化的灵活性，同时又具有足够的刚性，可以植入骨骼。

然而，在这项新研究中，研究人员能够3d打印一个手指关节，并在一个设备上提供这两种要求。同时，他们能够定制该设备的强度和大小，以满足患者的个人需求。

有趣的是，在额外的设计控制水平下，研究人员成功地利用具有生物功能和耐细菌的多材料实现了他们的新3d打印技术。亚博网站下载这些材料可以亚博网站下载植入体内来对抗感染(手术中和术后都可能出现感染)，而不需要使用任何额外的抗生素。

研究人员还使用了一种新的高分辨率表征方法，称为3D轨道sims，以3D地图的打印结构的化学成分，并检查他们之间的键在整个部分。这表明，在非常小的尺度下，这两种材料在它们的界面上混合在一起，这是良好结合的迹象，这表明更好的设备不太可能断裂。亚博网站下载

该研究工作由增材制造中心(CfAM)进行，并得到工程和物理科学研究理事会的财政支持。亚博老虎机网登录完整的研究结果已发表在先进的科学亚博老虎机网登录发表在《细菌生物膜抗复合材料设备的3D打印开发生成设计》杂志上的文章。

在将这种新方法商业化之前，该团队计划在更复杂的材料上进行测试，以扩大其潜在的应用范围。这些材料具有更多的功能，比如调节免疫反应和支持干细胞的附着。亚博网站下载

期刊引用:

他,Y。,等．(2021)开发细菌生物膜抗复合器件3D打印生成设计．先进的科学。亚博老虎机网登录doi.org/10.1002/advs.202100249．

来源:https://www.nottingham.ac.uk/