3D打印是快速成型技术,可制造任意复杂形状3D物体。3D打印技术与医疗行业相结合,可以利用医用材料来定制、精准打印人工器官、人工组织、植入性医疗器械等,例如颅骨、义齿、假肢、人工瓣膜、人工血管、人工肾、人工骨、人工肌腱、心血管支架等,用来治疗疾病以及帮助患者提高生活质量。3D打印医用材料是实现3D打印医疗的重要基础材料。
经过不断发展,3D打印技术日益成熟,在医疗领域,3D打印医用材料成为推动行业发展的重要因素。为达到治疗效果并保证患者安全,3D打印医用材料在强度、韧性、耐腐蚀性、可降解性、生物相容性等方面均有较高要求。现阶段,可用于3D打印领域的医用材料主要包括四大类,分别是医用无机非金属材料、医用金属材料、医用高分子材料、医用复合材料。
常见的3D打印医用材料主要有生物陶瓷、生物玻璃、医用碳材料等医用无机非金属材料,钛合金、不锈钢、形状记忆合金、金属粉末等医用金属材料,聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯等医用高分子材料,两种或两种以上不同医用材料复合即为医用复合材料。3D打印医用材料通常采用熔融沉积成型(FDM)、选择性激光烧结(SLS)、光固化成型(SLA)等3D打印技术来进行成型。
对比来看,医用无机非金属材料硬度高,生物相容性好,主要用于颅骨、人工骨等硬组织制造领域;医用金属材料强度高、韧性好,主要用来制造承力植入器械;医用高分子材料加工性能优异,优质材料可诱导、刺激人体损伤组织再生修复;医用复合材料配方可调节,可改善单一材料性能不足。除此之外,利用医用水凝胶、生物交联剂、活细胞等合成的生物墨水,是一种新型3D打印医用材料,可打印活体组织。
除制造人工器官、人工组织及植入性医疗器械外,3D打印医用材料还可以用来制造非植入医疗器械、康复器械、医疗模型等。随着3D打印技术在医疗领域应用逐步成熟,能够制造的产品种类将不断增多,3D打印医用材料市场需求将不断增长。根据新思界产业研究中心发布的
《2021-2025年3D打印医用材料行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,2015年以来,全球3D打印医疗市场呈现高速增长态势,2020市场规模约为34亿美元。3D打印医用材料作为3D打印医疗市场的重要组成部分,未来发展前景良好。
新思界
行业分析人士表示,3D打印医用材料可用来制造人工器官、人工组织、植入性医疗器械、非植入医疗器械、康复器械等多种医疗产品,全球市场规模正在不断扩大。3D打印医用材料可应用的材质较多,但为满足性能及安全要求,实际已应用的产品种类较少,其研究及探索还在不断深入,随着科技进步,未来可应用的材料种类还将不断增加。