案例 l 奧地利Lithoz高精度陶瓷3D列印在醫療行業的應用

3D列印技術生產的陶瓷產品在醫療技術領域中具有巨大潛力，這在許多應用中表現的尤為明顯，本位重點介紹奧地利Lithoz高精度陶瓷3D列印技術在醫療領域中的應用案例。多年來，具有生物相容性和生物可吸收性的陶瓷已經廣泛應用在創傷治療和整形外科等醫療領域。氧化鋯、氧化鋁和氮化硅作為高性能陶瓷材料的代表，由於其出色的機械性能，特別適用於生產永久性植入物和醫療器械。

圖1：Lithoz的LCM工藝的示意圖。通過列印工藝將漿料加工成植入體（陶瓷-聚合物複合材料），將其清潔，脫脂和燒結；隨後，可在獲得最終產品之前完成精加工LCM工藝用於製造醫療裝置，可以根據個體患者的生理結構，相對簡單地製作幾何結構植入物並實現個性化植入物的生產。這允許完美的合體和更容易的定位。配合成像技術（如CT，MRI等），可以高精度地製造患者特異性醫療設備。

圖2：結構化過程的示意圖：CAD模型（左）實際上切割成層（中間），材料通過動態選擇性曝光（「數字光處理」，DLP）逐層結構化。應用案例：1、心臟起搏器泵LCM工藝具有合適的材料特性和原型生產的特性，因此維也納科技大學和維也納醫科大學的研究人員選擇LCM工藝作為心內泵的製造方法。研究項目專註於心內泵的生產，該心臟泵旨在支持手術（如心臟病發作）後心臟的抽吸能力，以在關鍵的癒合階段緩解心臟壓力。

圖3：由高純度氧化鋁製成的心內心臟泵的部件（為了更好的可視化，這些部件放大了10倍以上列印）2、為患者特製的接骨板林茨開普勒大學醫院的項目是應用LCM工藝生產患者特異性骨縫合板。骨縫合板用於手術修復骨折部位，以便將骨折端固定在一起，同時固定骨折部位。傳統產品由金屬材料製成，並且必須由外科醫生在手術室中適當彎曲。通過在計算機上的操作就可以生產適合於傷者或患者自身的接骨板，大大縮短了操作的時間。

圖4：由不同陶瓷材料製成的醫療部件的選擇3、用於骨增強的可再吸收植入物嚴重創傷或腫瘤切除後的骨替換仍然是醫生的主要挑戰。一方面，需要儘快恢復骨骼的穩定性和保護功能，另一方面應實現對身體自身骨細胞的良好癒合和定植。為此目的，使用可生物吸收的陶瓷（如磷酸三鈣），可以製造患者個性化植入物，例如用於嚴重顱腦損傷後的顱骨植入物、用於骨結構的支架、在牙齒脫落後引入牙齒植入物之前的替代物。

圖5：由磷酸三鈣製成的植入物，用於在插入牙科植入物之前進行頜骨增強

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