医用3D打印的新工艺与新材料是骨科植入制造的技术支撑

在骨科植入物制造领域。新工艺、新材料、新的设计理念不断出现，有力地推动骨科植入制造业的发展。在新工艺方面：医用金属3D打印的出现。使我们得以直接打印出可植入人体的植入物；假体多孔表面的制造及相关部位的设计将发生根本性的变化；个体化植入物的制造将以更快的速度和更经济的方式实现，更贴近临床的需求；一些过去难以实现的结构设计将成为现实。随着该项技术的发展。在新材料方面：PEEK（聚醚醚酮）材料以其优良的制造性能和机械性能，对聚乙烯材料形成巨大的挑战，在脊柱，创伤和关节领域全面进入使用；可降解镁合金的研究在发达国家和中国都取得了可喜的成果，进入临床试用阶段。

应该说，上述均是骨科植入物制造业中的新技术与生命周期的完美结合。值此本文从高端制造技术与生命科学完美结合的角度对医用金属3D打印工艺技术及PEEK生物材料在医疗骨科植入等领域中的应用作研讨。与此同时重点对其技术特征、架构与典型医疗应用的方案作分析说明。

1 新的挑战促使3D打印开创医疗领域的变革

在医疗领域，创新就是生命。在医学研究和临床实践中，医生面临几大挑战：医疗器械、医用产品的精准度和质量需要达到极高的标准；需要在最短的时间，做出对病人高度定制化的治疗方案；因为植入式医疗器械与移植用的组织器官都具有高度的复杂性，而且这些器械或组织器官需要适应不同的患者的特殊情况，从产品的角度这意味着高度的个性化和定制化。用传统方法制造不仅十分困难，还会面临成本大幅上升的困境。面对这新的挑战应用3D打印技术可以为医疗领域带来前所未有的变革，即3D打印技术则非常适合应用于这种需要少量地定制复杂物体的领域。也就是说借力3D打印技术，特别是喷墨式3D打印技术和激光选区熔化(selective laser melting, SLM) 技术，则医生、研究人员和医疗设备制造商可以快速、准确地为患者带来高精度、个性化的医疗器械和治疗计划，达到高效、高质量的治疗效果，提升患者的生活质量。

1.1 医用3D打印技术

传统数控制造主要是“去除型”，即在原材料基础上，使用切割、磨削、腐蚀、熔融等办法，去除多余部分，得到零部件，再以拼装、焊接等方法组合成最终产品，而3D打印则颠覆了这一观念，无需原胚和模具，就能直接根据计算机图形数据，通过一层层增加材料的方法直接造出任何形状的物体，这不仅缩短产品研制周期、简化产品的制造程序，提高效率，而且大大降低了成本，因此被称为“增材制造”。

当前已有医用3D打印设备、医用3D打印应用及医用3D打印材料三个开发方向。值此仅以医用3D打印设备、医用3D打印应用为重点作分析研讨。