1. Home
  2. »
  3. 博客
  4. »
  5. 上手指南
  6. »
  7. 3D打印工艺
  8. »
  9. 用于医疗行业的 3D 打印材料

用于医疗行业的 3D 打印材料

本文综述了当前市场上医用级3D打印材料的种类,以及这些材料如何极大地推动了医疗行业的创新与发展。

3D打印技术在医疗领域的应用,无疑带来了前所未有的创新、突破和行业的飞速增长。这种曾经被视为前沿的制造技术,如今已成为医疗行业中不可或缺的重要工具。3D打印技术的优势显著,这些优势在医疗行业中尤为关键且作用巨大。它具备速度快、功能多样、材料选择广泛、个性化定制、可重复性以及能够制造高度复杂部件的能力。

3D打印技术在医疗行业的运用广泛,涵盖了制造个性化假肢和矫形器、医疗植入物、为手术准备定制的解剖模型、解剖研究模型、医疗辅助工具、医疗设备原型、手术工具以及普通医疗设备等多个方面。

医疗行业对所用材料的要求

三维打印技术十分普及,它可以兼容多种塑料、弹性体和金属材料。但值得注意的是,并不是所有的3D打印材料都适合制造医疗产品。在医疗行业中,对材料的要求非常严格。以下是一些医用3D打印材料所必须具备的关键特性:

生物兼容性制造植入物和内部医疗设备等产品的材料,首要条件就是必须拥有出色的生物兼容性。这意味着这些材料在与人体生物系统接触时,必须保证完全无不良反应。这种特性对于植入物、假牙、器官/骨骼置换、心脏起搏器等需要直接与人体组织接触的医疗产品来说,显得尤为重要。

可消毒性 鉴于医疗行业的卫生标准极高,消毒成为了不可或缺的一环。因此,医疗3D打印材料必须具备可消毒性,以确保其在多次使用后仍能保持洁净,防止交叉感染。

生物可用性对于假肢、假牙、植入物和人造器官等身体部位的替代品来说,仅仅满足生物兼容性是远远不够的。它们还需要具备与原身体部位相似的物理特性。比如,骨替代材料需要坚硬且结实,以保证足够的抗压强度;而用于打印人耳的材料则必须相对柔软,以提供更为舒适的使用体验。

需要强调的是,不同的应用对材料的要求也会有所不同。

PA 12 (尼龙

这是一种轻质、耐腐蚀、耐化学腐蚀的广泛使用的材料。它不仅拥有出色的拉伸强度和冲击强度,还兼具了坚韧与灵活的特性。尼龙PA12材料可以通过环氧乙烷、化学、伽马射线辐照、气体等离子体和蒸汽高压灭菌器等多种方式进行消毒。利用MJF或SLS三维打印技术,尼龙PA12材料可以精确成型。作为一种医疗级材料,尼龙PA12已通过ISO认证和USP I-IV级认证,因此,它在假肢制造领域得到了广泛应用。

ABS M30i

ABS M30i是一种在医疗行业中广泛应用的热塑性塑料。除了具备生物相容性外,它还能通过伽马射线照射、环氧乙烷和气体等离子体等方式进行灭菌处理。这种材料已通过ISO认证和USP I-IV级认证,因此常用于生产医疗设备和精细的解剖模型。此外,ABS M30i因其良好的韧性、拉伸和冲击强度,也常被用于制作假肢。它采用FDM技术进行打印。

PC ISO

PC ISO材料常用于制造模具、原型和定制手术导板。尽管其表面质量略逊于尼龙PA12,但PC ISO具有出色的强度、耐热性和抗拉强度。同时,它也具有短期的生物相容性,并能通过伽马射线照射和环氧乙烷进行灭菌。PC ISO同样采用FDM技术进行打印。

聚醚酰亚胺 (ULTEM 1010)

ULTEM 1010在众多FDM热塑性塑料中脱颖而出,其强度、耐热性和耐化学性均属顶尖。同时,它还具备出色的生物相容性,可通过伽马辐照、环氧乙烷、气体等离子体和高压蒸汽等多种方式进行灭菌。因此,ULTEM 1010常被用于打印手术导板、原型和假肢等医疗产品。

PPSF

PPSF作为一种FDM材料,以其卓越的耐热性、耐化学性和理想的机械性能而备受赞誉。同时,它还具备生物相容性,可以通过高压蒸汽灭菌器、环氧乙烷、气体等离子体和伽马射线照射等多种方式进行灭菌。这些特性使得PPSF成为生产假肢、原型以及高负荷或高温应用部件的理想选择。

硅胶 (Sil 30)

3打印硅胶心脏瓣膜

硅胶是一种耐热、抗撕裂、高弹性的生物相容性弹性体。它通常用于制造与皮肤接触的可穿戴设备,如呼吸面罩。它还可用于打印植入物。硅胶可使用 Carbon DLS 三维打印技术打印。

(Ti6Al4V)

钛合金膝关节置换术

钛无疑是医疗行业中备受推崇的金属之一。其广泛应用的背后,源于其众多卓越的特性,特别是与人体骨骼的高度相似性。钛拥有极高的强度、出色的耐热性和硬度,同时具备良好的耐腐蚀性和非反应性。此外,它还可以通过多种方法进行消毒,展现出高度的生物相容性。

在医疗行业中,钛被广泛应用于制造定制的骨科植入物,如骨和关节置换、牙科植入物以及颅骨板等。不仅如此,它还被用于制造各种医疗工具。这些应用都得益于DMLS(直接金属激光烧结)技术的支持,使得钛材料能够以高精度和高质量的方式被打印出来。

钴铬合金 (CoCr28Mo6)

钴铬合金牙齿

与钛同样备受青睐,钴铬合金在医疗行业中也得到了广泛应用,特别是在骨科植入物的制造方面,如牙齿、骨骼的替换以及重型关节如髋关节、肩关节和膝关节的重建。钴铬合金凭借其卓越的生物相容性、耐热、耐腐蚀、耐磨损和耐化学腐蚀等特性,成为理想的材料选择。同时,其高强度、高硬度以及相对较轻的重量也为其在医疗领域的应用提供了优势。利用直接金属激光烧结技术,我们能够精确地打印出钴铬合金材质的零部件,满足医疗行业的各种需求。

不锈钢 (17-4PH)

不锈钢手术工具

不锈钢是一种高强度金属,具备生物相容性,可以通过多种灭菌方法进行灭菌处理。然而,它的耐腐蚀性相对较短,特别是在植入物方面,其性能不如钛和钴铬合金。尽管如此,不锈钢仍是外科工具和临时植入物的理想选择。使用DMLS技术打印不锈钢的成本也相对较低,相较于钛和钴铬合金更具经济性。

结论

我们致力于为医疗行业提供快速、可靠且高精度的三维打印服务,涵盖热塑性塑料、弹性体和金属等多种材料。我们还提供多种后处理操作,以确保产品达到最高质量标准。

无论您的需求涉及数量、精度、复杂程度还是所需交付时间,我们都有能力满足。欢迎您访问我们的即时报价平台,上传您的模型,并在几秒钟内免费获取报价。我们期待与您合作,共同推动医疗行业的创新与发展。

推荐阅读:3D打印加工服务