我國是世界上康復輔助器具需求人數最多、市場潛力最大的國家，全國各類殘疾人約有8500萬人。現今，AI、仿生、人工智慧、虛擬現實等新興技術，正在加速融入康復輔具領域，創新應用不斷湧現。其中，3D列印在康復輔具領域的應用備受業內矚目。
本期3D科學谷將分享三個3D列印塑膠線材製造商Polymaker 的3D列印康復輔具案例，其中講解了三種康復輔具3D列印材料的效能及應用。
醫療護具及矯正器
傳統醫療護具和矯正器的整個製作流程比較複雜，因此患者需要等待的時間比較長，而且患者需要親身長時間地參與到整個製作流程中，這是現有工藝的幾個痛點。
醫療護具和矯正器現有的工藝
隨著行業中，數字化能力的不斷提升，3D列印以及配套的設施也在不斷髮展。慢慢地，一些醫院、康復機構嘗試使用3D列印技術解決傳統工藝中的難點。首先對患者的待治療部位進行三維掃描，更數字化地判斷待治療部位的傷情。藉此，可以與患者協商出最佳的治療方案，再根據三維掃描中的資料，來設計一款有助於患者治療的護具或矯正器的三維模型，隨後交於3D列印服務的企業進行3D列印。待護具或矯正器完成後，只需少許的後處理和新增內襯織物，便可讓患者穿戴治療。該工藝解決了傳統工藝中對技師的要求，也很大的縮短了製作的週期，同時患者也不需要長時間配合醫生參與醫療器械的原型的取型。
此時，材料才是現有的技術中最大的挑戰。Polymaker為此推出一款材料解決方案—U7520D，該材料目前的主要應用是脊椎側彎矯正支具和一些康復護具，目前成功服務了很多患者。
這款材料之所以被這些患者所選用，得益於其良好的彎曲模量。該模量介於PP板材和PE板材之間，可確保打印出的醫療器械可以很好的開啟並穿戴在患者待治療的部位。同時有比較好的回彈性可以收緊，起到支撐和矯正的作用。這款材料另一個優勢是材料的抗衝能力。實驗測得：該材料能承受的衝擊強度遠高於現有的其他材料解決方案。可以看出，這是一款剛韌平衡的材料，非常適合醫療護具和矯正器這一類方向。同樣這款材料有著極好的列印性，可在無保溫腔的條件下列印，底板的溫度需要60度甚至是室溫。這對於未來該方向的產業化降低了門檻和對硬體能耗的要求。
Polymaker解決方案-U7520D
用該材料列印的醫療護具可以很輕鬆的開啟穿戴，並且有彈力可以恢復回原裝，其在多次彎折後也不會出現疲勞的狀況。這其實依賴於這款材料的一項核心技術。這款材料是一個TPU合金， 有著特有的技術，使得材料在微觀上存在著微相分離的結構，呈現海島狀。材料中有比較軟的部分可起到彈性和韌性的作用。而硬質的部分可起到支撐力的效果。這非常像日常生活中看到的鋼筋水泥的結構。
嬰兒頭部矯正器
Polymaker的合作伙伴之一HeadStart Medical，是位於加拿大的一家健康工程公司，專注於治療嬰兒斜頭畸形和其他形式的顱骨變形。該公司臨床醫生會使用3D掃描器對嬰兒的頭部進行快速描，用特有的3D成像系統來捕捉嬰兒頭部的結構。隨後掃描資料將立即出現在螢幕上，臨床醫生和家人可以瞭解應該採取哪些措施進行治療。在確定治療方案後，工程師可在三維軟體中，建立定製的頭部矯正器的3D模型，並用3D印表機列印模型。待模型完成後，檢查無誤後即可裝上帶子和泡沫內襯，完成質量檢查後便可交付。治療過程完成後，嬰兒將完美地矯正成正常的頭型。
HeadStart Medical的解決方案
來源：Polymaker
