看不見的機(jī)會，什么樣的3D打印機(jī)才是醫(yī)院理想設(shè)備
時間：2022-08-14 10:58 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
導(dǎo)讀：就在幾年前，3D打印機(jī)在醫(yī)院內(nèi)還很罕見。但在過去的五年時間里，我們看到醫(yī)院內(nèi)采用3D打印的情況有了巨大的增長。這還包括與3D打印技術(shù)服務(wù)商合作，為他們的醫(yī)療級解決方案開發(fā)零件。
反觀其他市場正在高速發(fā)展
在輔助市場中，我們可以看到它正朝著相互交織的解決方案發(fā)展，為客戶帶來巨大利益。例如，在牙科領(lǐng)域，Star3D擁有完整的牙科材料、大桶聚合和軟件解決方案。DWS已經(jīng)為不同規(guī)模的牙科實驗室和從業(yè)人員開發(fā)了一系列創(chuàng)新系統(tǒng)。它還提供DFAB，一種專門用于修復(fù)的打印機(jī)。Formlabs為牙科開發(fā)了特定的材料產(chǎn)品和打印機(jī)。Prodways有牙科3D打印機(jī)，SprintRay也有。同時materialise和LUXCREO有牙科專用軟件。
目前有大量的供應(yīng)商和轉(zhuǎn)售商，為牙醫(yī)辦公室和實驗室提供部分，或完全集成易于使用的解決方案。此外，他們將能夠3D打印從修復(fù)到正畸、牙橋等一系列的牙科零件。牙科在簡單的解決方案方面處于領(lǐng)先地位，一個對3D打印一無所知的從業(yè)者，可以購買并在短短幾天內(nèi)啟動和運行。同時，在醫(yī)療方面，幾乎沒有。
現(xiàn)在，全世界可能有超過200個3D打印實驗室在醫(yī)院。每個有價值的醫(yī)療機(jī)構(gòu)最終都會有一個3D打印實驗室。為什么呢？
首先，這些設(shè)施可以省錢。在內(nèi)部生產(chǎn)醫(yī)學(xué)模型比外包要便宜和快速得多。對于解剖學(xué)和病理學(xué)模型，目前的桌面機(jī)器已經(jīng)足夠了，它們易于操作且相對節(jié)省空間。
3D打印是一種創(chuàng)新技術(shù)，它也可以幫助醫(yī)生創(chuàng)建術(shù)后支架、醫(yī)療儀器等。還可以用來制作一次性的創(chuàng)新儀器或解決方案的原型。這可能包括改善病人福祉設(shè)施，用于病床上的患者。
同時，借助于醫(yī)學(xué)模型的手術(shù)，可以節(jié)省時間和金錢，而內(nèi)部制作各種疾病的病理模型可以教育員工和學(xué)生。可以為外科手術(shù)制作病人專用的設(shè)備，也可以為病人離開醫(yī)院后制作。這包括支架以及可以在現(xiàn)場制作的植入物。假肢也很容易用3D打印技術(shù)制作。
其中，醫(yī)療設(shè)備的院內(nèi)生產(chǎn)將是困難的，需要滿足精確的公差，但該技術(shù)已經(jīng)在美國退伍軍人管理局和特殊外科醫(yī)院已經(jīng)開展。
對醫(yī)院來說，最大的好處是他們將有能力在內(nèi)部制造一次性的物品。一個3D打印實驗室加上一名工程師可以與醫(yī)院的其他工作人員合作，為問題制定獨特的解決方案。例如3D打印為腳踝特殊的病人，做一個特殊的支架罩來保護(hù)它，因為人是獨特的，他們的很多醫(yī)療問題也是如此。所以，3D打印非常適用于幫助這些人。
3D打印機(jī)在醫(yī)院的一些潛在應(yīng)用
南極熊相信，3D打印在醫(yī)院的一些好處還沒有得到充分的開發(fā)。比如說，想想醫(yī)院的Poka-Yoke工具（是一種傻瓜式方法，讓操作者不需要花費注意力、也不需要經(jīng)驗與專業(yè)知識）。醫(yī)療巡診的護(hù)士可以獲得一個零件，將各種手術(shù)的所有針頭和器械按特定順序組織起來，以減少錯誤。外科醫(yī)生可以為每一個手術(shù)制作一些植入物的特制包裝。醫(yī)院也可以在病人身上使用更多的夾具，以上都是為了以減少錯誤。
在醫(yī)院特定的老年病房中，可以3D打印出讓帕金森癥患者更容易操作燈光。幫助兒科病房制作一些特殊保護(hù)護(hù)設(shè)備。又或者醫(yī)院里有很多物品都是易耗品，打印機(jī)可以廣泛用于維修。這僅僅是幾個很小的方向，縱觀全局，醫(yī)院內(nèi)還有許多該技術(shù)值得拓展的空間。
什么樣的3D打印技術(shù)最適合在醫(yī)院環(huán)境中使用？
粉末床熔合技術(shù)（PBF），因能夠批量生產(chǎn)耐用部件而受到3D打印技術(shù)服務(wù)商的青睞。然而，PBF會散發(fā)出大量的灰塵，并帶來爆炸和火災(zāi)的危險。另外，金屬和聚合物PBF系統(tǒng)將使他們能夠在，內(nèi)部制造PEEK聚合物和鈦植入物，但目前還不太可能廣泛實現(xiàn)。
目前，專業(yè)領(lǐng)域的材料擠壓和大桶光聚合打印機(jī)，最接近于滿足醫(yī)院的直接需求。目前，已經(jīng)看到許多醫(yī)院轉(zhuǎn)向Ultimaker S5或Formlabs系統(tǒng)供內(nèi)部使用。
醫(yī)院理想的3D打印機(jī)會是什么樣子？
理想的3D打印機(jī)需要的是適當(dāng)?shù)恼J(rèn)證和批準(zhǔn)，用于3D打印所需的零件類型。在一些國家，還必須對超細(xì)顆粒或材料安全進(jìn)行具體的測試或認(rèn)證。獲得這些將是一種艱難的工作，但非常值得，因為醫(yī)院必須使用以獲得批準(zhǔn)的某些設(shè)備。因此，理想的醫(yī)院打印機(jī)將易于使用（在戴著手套的情況下），并符合所有相關(guān)的安全和醫(yī)療批準(zhǔn)，以制造部件。
在一個完美的解決方案里，該系統(tǒng)將登記打印和文件，實現(xiàn)問責(zé)制和可追溯性，以便醫(yī)院知道打印了什么。它還將具有適當(dāng)?shù)碾[私設(shè)置，例如，不在互聯(lián)網(wǎng)上暴露病人數(shù)據(jù)。
比如，Kumovis R1打印機(jī)實際上有許多這樣的特性，包括一個集成的過濾系統(tǒng)，一個可以轉(zhuǎn)換為潔凈室的構(gòu)建室，以避免污染打印的部件。該公司表示，可以在現(xiàn)有的無塵室環(huán)境中使用，而且可以按照醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行清洗。這些功能對于醫(yī)院內(nèi)的3D打印機(jī)來說是非常引人注目的。
醫(yī)院內(nèi)使用的安全性
需在無人看管的情況下運行許多小時，而不會構(gòu)成火災(zāi)或電氣危險。可最大限度地減少材料處理，并提供良好的材料儲存。在材料擠壓技術(shù)的情況下，該機(jī)器必須包括強(qiáng)大的材料調(diào)節(jié)、預(yù)熱和退火能力。如果打印機(jī)是無菌的或生產(chǎn)無菌部件，那將是非常出色的。
一般來說，理想的機(jī)器必須有出色的材料設(shè)置文件，以及安全的、生物相容的和經(jīng)過認(rèn)證的材料。軟件也應(yīng)易于使用，并能保證病人數(shù)據(jù)的安全。理想的情況是，該軟件將是一個集成的解決方案，可以利用自動化工作流程節(jié)省大量的時間。因為大量的部件將用于類似的應(yīng)用和認(rèn)證水平，從CT掃描到部件的按鈕式工作流程將是完美的。
一臺專門用于醫(yī)院和醫(yī)療領(lǐng)域的優(yōu)秀3D打印機(jī)。對很多人來說，這可能看起來很小眾。然而，制造一臺優(yōu)秀的、高等級的、高規(guī)格的、高度精確的FDM或SLA機(jī)器，也意味著該機(jī)器可用于任何高端制造應(yīng)用。
△3D打印醫(yī)療頭骨植入物
此外，還出現(xiàn)了一批新的專業(yè)公司，希望幫助醫(yī)院可以廣泛使用3D打印技術(shù)。以Axial3D公司為例，該公司希望通過自動分割圖像并創(chuàng)建3D可打印文件，甚至在醫(yī)院部署打印實驗室來幫助醫(yī)生。同樣，韓國公司MEDICAL IP開發(fā)的軟件可以提供AI智能分割、解剖學(xué)模型和可視化模型的新方法。
△通過自動化算法，分割過程只需幾分鐘而不是幾小時
然而，矛盾的是，我們還沒有看到醫(yī)院內(nèi)部專用3D打印機(jī)的真正發(fā)展。比如說，Kumovis最近被3D Systems收購，以幫助其轉(zhuǎn)向生物打印和醫(yī)療3D打印，開發(fā)了醫(yī)療專用3D打印機(jī)。生產(chǎn)高溫3D打印機(jī)的Vshaper公司，它們有兩臺醫(yī)療級設(shè)備。Stratasys也有一臺用于醫(yī)療的PolyJet 3D打印機(jī)。除此以外，專業(yè)的醫(yī)療系統(tǒng)相對很少。
△3D打印在牙科領(lǐng)域發(fā)展迅速
反觀其他市場正在高速發(fā)展
在輔助市場中，我們可以看到它正朝著相互交織的解決方案發(fā)展，為客戶帶來巨大利益。例如，在牙科領(lǐng)域，Star3D擁有完整的牙科材料、大桶聚合和軟件解決方案。DWS已經(jīng)為不同規(guī)模的牙科實驗室和從業(yè)人員開發(fā)了一系列創(chuàng)新系統(tǒng)。它還提供DFAB，一種專門用于修復(fù)的打印機(jī)。Formlabs為牙科開發(fā)了特定的材料產(chǎn)品和打印機(jī)。Prodways有牙科3D打印機(jī)，SprintRay也有。同時materialise和LUXCREO有牙科專用軟件。
目前有大量的供應(yīng)商和轉(zhuǎn)售商，為牙醫(yī)辦公室和實驗室提供部分，或完全集成易于使用的解決方案。此外，他們將能夠3D打印從修復(fù)到正畸、牙橋等一系列的牙科零件。牙科在簡單的解決方案方面處于領(lǐng)先地位，一個對3D打印一無所知的從業(yè)者，可以購買并在短短幾天內(nèi)啟動和運行。同時，在醫(yī)療方面，幾乎沒有。
△3D打印用于臨床醫(yī)療
為什么3D打印對醫(yī)院如此重要？現(xiàn)在，全世界可能有超過200個3D打印實驗室在醫(yī)院。每個有價值的醫(yī)療機(jī)構(gòu)最終都會有一個3D打印實驗室。為什么呢？
首先，這些設(shè)施可以省錢。在內(nèi)部生產(chǎn)醫(yī)學(xué)模型比外包要便宜和快速得多。對于解剖學(xué)和病理學(xué)模型，目前的桌面機(jī)器已經(jīng)足夠了，它們易于操作且相對節(jié)省空間。
3D打印是一種創(chuàng)新技術(shù)，它也可以幫助醫(yī)生創(chuàng)建術(shù)后支架、醫(yī)療儀器等。還可以用來制作一次性的創(chuàng)新儀器或解決方案的原型。這可能包括改善病人福祉設(shè)施，用于病床上的患者。
同時，借助于醫(yī)學(xué)模型的手術(shù)，可以節(jié)省時間和金錢，而內(nèi)部制作各種疾病的病理模型可以教育員工和學(xué)生。可以為外科手術(shù)制作病人專用的設(shè)備，也可以為病人離開醫(yī)院后制作。這包括支架以及可以在現(xiàn)場制作的植入物。假肢也很容易用3D打印技術(shù)制作。
其中，醫(yī)療設(shè)備的院內(nèi)生產(chǎn)將是困難的，需要滿足精確的公差，但該技術(shù)已經(jīng)在美國退伍軍人管理局和特殊外科醫(yī)院已經(jīng)開展。
對醫(yī)院來說，最大的好處是他們將有能力在內(nèi)部制造一次性的物品。一個3D打印實驗室加上一名工程師可以與醫(yī)院的其他工作人員合作，為問題制定獨特的解決方案。例如3D打印為腳踝特殊的病人，做一個特殊的支架罩來保護(hù)它，因為人是獨特的，他們的很多醫(yī)療問題也是如此。所以，3D打印非常適用于幫助這些人。
△Vshaper Med 270它已被用于幫助制作牙冠、骨骼部件、血管和髖關(guān)節(jié)假肢
3D打印機(jī)在醫(yī)院的一些潛在應(yīng)用
南極熊相信，3D打印在醫(yī)院的一些好處還沒有得到充分的開發(fā)。比如說，想想醫(yī)院的Poka-Yoke工具（是一種傻瓜式方法，讓操作者不需要花費注意力、也不需要經(jīng)驗與專業(yè)知識）。醫(yī)療巡診的護(hù)士可以獲得一個零件，將各種手術(shù)的所有針頭和器械按特定順序組織起來，以減少錯誤。外科醫(yī)生可以為每一個手術(shù)制作一些植入物的特制包裝。醫(yī)院也可以在病人身上使用更多的夾具，以上都是為了以減少錯誤。
在醫(yī)院特定的老年病房中，可以3D打印出讓帕金森癥患者更容易操作燈光。幫助兒科病房制作一些特殊保護(hù)護(hù)設(shè)備。又或者醫(yī)院里有很多物品都是易耗品，打印機(jī)可以廣泛用于維修。這僅僅是幾個很小的方向，縱觀全局，醫(yī)院內(nèi)還有許多該技術(shù)值得拓展的空間。
什么樣的3D打印技術(shù)最適合在醫(yī)院環(huán)境中使用？
粉末床熔合技術(shù)（PBF），因能夠批量生產(chǎn)耐用部件而受到3D打印技術(shù)服務(wù)商的青睞。然而，PBF會散發(fā)出大量的灰塵，并帶來爆炸和火災(zāi)的危險。另外，金屬和聚合物PBF系統(tǒng)將使他們能夠在，內(nèi)部制造PEEK聚合物和鈦植入物，但目前還不太可能廣泛實現(xiàn)。
目前，專業(yè)領(lǐng)域的材料擠壓和大桶光聚合打印機(jī)，最接近于滿足醫(yī)院的直接需求。目前，已經(jīng)看到許多醫(yī)院轉(zhuǎn)向Ultimaker S5或Formlabs系統(tǒng)供內(nèi)部使用。
△Kumovis R1打印機(jī)
醫(yī)院理想的3D打印機(jī)會是什么樣子？
理想的3D打印機(jī)需要的是適當(dāng)?shù)恼J(rèn)證和批準(zhǔn)，用于3D打印所需的零件類型。在一些國家，還必須對超細(xì)顆粒或材料安全進(jìn)行具體的測試或認(rèn)證。獲得這些將是一種艱難的工作，但非常值得，因為醫(yī)院必須使用以獲得批準(zhǔn)的某些設(shè)備。因此，理想的醫(yī)院打印機(jī)將易于使用（在戴著手套的情況下），并符合所有相關(guān)的安全和醫(yī)療批準(zhǔn)，以制造部件。
在一個完美的解決方案里，該系統(tǒng)將登記打印和文件，實現(xiàn)問責(zé)制和可追溯性，以便醫(yī)院知道打印了什么。它還將具有適當(dāng)?shù)碾[私設(shè)置，例如，不在互聯(lián)網(wǎng)上暴露病人數(shù)據(jù)。
比如，Kumovis R1打印機(jī)實際上有許多這樣的特性，包括一個集成的過濾系統(tǒng)，一個可以轉(zhuǎn)換為潔凈室的構(gòu)建室，以避免污染打印的部件。該公司表示，可以在現(xiàn)有的無塵室環(huán)境中使用，而且可以按照醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行清洗。這些功能對于醫(yī)院內(nèi)的3D打印機(jī)來說是非常引人注目的。
△醫(yī)療設(shè)備更多考慮的是安全性
醫(yī)院內(nèi)使用的安全性
需在無人看管的情況下運行許多小時，而不會構(gòu)成火災(zāi)或電氣危險。可最大限度地減少材料處理，并提供良好的材料儲存。在材料擠壓技術(shù)的情況下，該機(jī)器必須包括強(qiáng)大的材料調(diào)節(jié)、預(yù)熱和退火能力。如果打印機(jī)是無菌的或生產(chǎn)無菌部件，那將是非常出色的。
一般來說，理想的機(jī)器必須有出色的材料設(shè)置文件，以及安全的、生物相容的和經(jīng)過認(rèn)證的材料。軟件也應(yīng)易于使用，并能保證病人數(shù)據(jù)的安全。理想的情況是，該軟件將是一個集成的解決方案，可以利用自動化工作流程節(jié)省大量的時間。因為大量的部件將用于類似的應(yīng)用和認(rèn)證水平，從CT掃描到部件的按鈕式工作流程將是完美的。
一臺專門用于醫(yī)院和醫(yī)療領(lǐng)域的優(yōu)秀3D打印機(jī)。對很多人來說，這可能看起來很小眾。然而，制造一臺優(yōu)秀的、高等級的、高規(guī)格的、高度精確的FDM或SLA機(jī)器，也意味著該機(jī)器可用于任何高端制造應(yīng)用。
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