歐盟CerAMfacturing項目在個性化醫(yī)療領(lǐng)域的突破

德國Fraunhofer陶瓷技術(shù)和IKTS 系統(tǒng)研究所研發(fā)了一項3D打印新技術(shù),，不僅可以打印骨科植入物,、假牙,、手術(shù)工具等醫(yī)療產(chǎn)品，還可以打印微反應(yīng)器這樣非常復(fù)雜,、微小部件,。

目前Fraunhofer研究所正在尋找合作伙伴，共同轉(zhuǎn)化這項新技術(shù),，所以3D打印設(shè)備和材料的真面目尚未揭曉,。不過就讓我們先留著這個懸念吧，本期3D科學(xué)谷先期揭密一下這項打印技術(shù),、材料的原理以及應(yīng)用方向,。

懸浮液3D打印
Fraunhofer研究所研發(fā)的這項3D打印技術(shù)可打印的材料是陶瓷或金屬粉末懸浮液,。陶瓷或金屬粉末被混合在一種低熔點的熱塑性粘合劑中，熱塑性粘合劑在80攝氏度時就會融化成為液體,。在打印過程中,，打印機的電性溫度熔化了粘合劑，并混合著陶瓷或金屬粉末材料以液滴的形式被沉積下來,。沉積后液滴迅速冷卻變硬,，三維對象就這樣被點對點逐漸打印出來。

金屬,、玻璃或陶瓷粉末材料被均勻的混合在粘合劑中,。粘度也是精確控制，混入的粉末材料既不能太“稀”也不能太“稠”,，這樣打印機才能進行流暢的打印,。

微米級應(yīng)用：

微反應(yīng)器
研究人員已使用該技術(shù)打印出高性能陶瓷和硬質(zhì)金屬制品。包括一個比一英鎊硬幣還小的藥物植入物和陶瓷微反應(yīng)器,。藥物植入物包括線路和微通道的植入物僅幾百微米寬,，作用將止疼藥、血液稀釋劑,、抗生素藥物混合并有規(guī)則的將藥物輸送到患者體內(nèi),。

微反應(yīng)器的特征尺寸通常在10到300微米（或者1000微米）之間，微反應(yīng)器的“微”表示工藝流體的通道在微米級別,，而不是指微反應(yīng)設(shè)備的外形尺寸小或產(chǎn)品的產(chǎn)量小,。微反應(yīng)器中可以包含有成百萬上千萬的微型通道。

上圖是研究人員打印的陶瓷微反應(yīng)器,，包含了眾多復(fù)雜的微型通道以及兩根液體連接管,。微反應(yīng)器中的復(fù)雜結(jié)構(gòu)以及反應(yīng)器內(nèi)部、外部的密封性對傳統(tǒng)技術(shù)挑戰(zhàn)極大,，而通過陶瓷3D打印技術(shù),，可以制造出一個整體式的反應(yīng)器,。從這項技術(shù)中受益的不僅是醫(yī)生,，還包括制藥行業(yè)和化工行業(yè)，這些行業(yè)將應(yīng)用微反應(yīng)器進行工藝開發(fā)和生產(chǎn),。使用3D打印技術(shù)制造少量的微反應(yīng)器不僅成本低,，而且安全性高。

內(nèi)窺鏡手術(shù)器械
醫(yī)生在進行內(nèi)窺鏡手術(shù)時需要用到特殊的手術(shù)器械,，在手術(shù)過程中,，該器械將輸出高頻電流，同時完成血管閉合和組織切割分離,。為避免高頻電流傷害到病人,，在制造的時候通常需要采用絕緣材料,，而陶瓷可以滿足很好的絕緣要求。另外,，陶瓷的堅固性和易清洗性,，也使它非常適合用于制造醫(yī)療設(shè)備和部件。Fraunhofer研究所的研究人員表示,，他們的3D打印技術(shù)可以用來打印外科手術(shù)器械中的陶瓷部件,。
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關(guān)于CerAMfacturing
在歐盟的資助下，CerAMfacturing研究項目已于2015年10月展開,，將持續(xù)三年時間,。項目的合作伙伴來自企業(yè)和研究領(lǐng)域，合作伙伴一起開發(fā)用于個性化醫(yī)療方面的器械和零件,。他們正在開發(fā)的手術(shù)工具,，如鉗子和鑷子，膝關(guān)節(jié)植入物和脊柱植入物,，以及量身定制的聯(lián)合療法熱處理劑,。作為項目核心成員，F(xiàn)raunhofer陶瓷技術(shù)和IKTS研究所在CerAMfacturing研究項目中起了推動3D打印技術(shù)在個性化醫(yī)療方面深化的作用,。

來源：3D科學(xué)谷