3D打印技術(shù)在康復(fù)輔具矯形器研發(fā)中的應(yīng)用

袁榮正

（江蘇省無錫市同仁康復(fù)醫(yī)院，江蘇 無錫 214151）

對于3D打印技術(shù)而言，是一種快速成型技術(shù)，根據(jù)具體的模型，借助相應(yīng)的打印設(shè)備來制造三維產(chǎn)品，在該技術(shù)的應(yīng)用下，借助機電控制、數(shù)字建模、信息科學(xué)存在的優(yōu)勢，在臨床醫(yī)學(xué)當(dāng)中得到了普及。在醫(yī)學(xué)行業(yè)，主要應(yīng)用在組織器官再生、骨骼重建、肢體修復(fù)等方面，其中，最為典型的就是在康復(fù)輔具矯形器當(dāng)中的研發(fā)應(yīng)用。

1 3D打印技術(shù)在康復(fù)輔具矯形器當(dāng)中具備的優(yōu)勢

與傳統(tǒng)的矯形器而言，3D打印技術(shù)應(yīng)用更具人性化的特點，把先進的科技技術(shù)投入到其中，借助3D掃描技術(shù)聯(lián)合CAD設(shè)計，能正確根據(jù)患者三維匹配。整體效率較高、數(shù)據(jù)收集簡單方便，具體模型的貼合度較強，而且佩戴簡單、方便，舒適度較高。但是相對于傳統(tǒng)的矯形器，投入的成本較高，而且所需的材料較為稀缺，后期難以更改。

2 3D打印技術(shù)在康復(fù)輔具矯形器當(dāng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前在國內(nèi)，3D打印技術(shù)在康復(fù)輔具矯形器當(dāng)中主要集中于假肢以及矯形器裝配服務(wù)的特殊行業(yè)當(dāng)中，是進行康復(fù)輔具產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。在我國社會福利事業(yè)的推動下，逐漸擴大了康復(fù)輔具產(chǎn)業(yè)規(guī)模，使得產(chǎn)品種類以及功效日益豐富。但是受市場秩序、產(chǎn)業(yè)體系不全以及自主創(chuàng)新能力不足的問題使得3D打印技術(shù)的發(fā)展受到一定的限制[1]。但在國務(wù)院《關(guān)于快速發(fā)展康復(fù)輔助器具產(chǎn)業(yè)的若干意見》當(dāng)中強調(diào)了3D打印以及人工智能等新技術(shù)在康復(fù)輔具領(lǐng)域的應(yīng)用，推進了康復(fù)輔具矯形器的發(fā)展，為當(dāng)前醫(yī)療工作的改進提供了有效的保障。目前國內(nèi)借助3D打印技術(shù)逐漸研發(fā)了打印透氣性接受腔一體化小腿假肢、3D打印脊柱矯形器、3D打印彈力仿生腳等系列產(chǎn)品，以湖北省康復(fù)輔具技術(shù)中心的華科三維HKP500工業(yè)級3D打印機為主，在該技術(shù)的應(yīng)用下，借助相應(yīng)3D數(shù)字化平臺以及先進的康復(fù)輔助具制造工藝，將3D打印技術(shù)科學(xué)的應(yīng)用到康復(fù)輔具的設(shè)計當(dāng)中，在研發(fā)以上系列產(chǎn)品的同時，使得3D打印技術(shù)能夠應(yīng)用到日常生活當(dāng)中，幫助更多的殘疾人群。在具體應(yīng)用還面臨著一定的挑戰(zhàn)[2]。

在國外，3D打印技術(shù)在假肢矯形器領(lǐng)域當(dāng)中得到了顯著的發(fā)展，尤其在假肢方面，英國Open Bionics制造的仿生肌電手；德國3D打印假肢制造商Mecuris制造的打印假肢“Nexstp”已經(jīng)獲得了歐盟的認(rèn)證；美國3DSystems也已經(jīng)取得了一定的成果，在具體應(yīng)用期間，患者可以根據(jù)自己的情況進行選擇假肢外殼，個性化特點強，輕巧方便，美觀耐用[3]。除此以外，比利時的Materialies與Tailored Fits合作推出3d打印滑雪數(shù)字供應(yīng)鏈,在定制平臺的支持下，有效實現(xiàn)設(shè)計自動化處理工作,從而制造定制生產(chǎn)滑雪靴。

3 3D打印技術(shù)在康復(fù)輔具矯形器當(dāng)中面臨的挑戰(zhàn)

3.1 政法問題以及軟件問題

在現(xiàn)有的法律法規(guī)當(dāng)中，依然以傳統(tǒng)制作工藝以及標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)定行業(yè)準(zhǔn)入門檻，對人員以及場地均作出了明確的要求，因而，要使得3D矯形器在臨床當(dāng)中普及，就需在政府的推動下進行補充完善。從當(dāng)前角度出發(fā)，3D打印技術(shù)的生產(chǎn)方式傳統(tǒng)生產(chǎn)方式完全不同,3D打印技術(shù)采取的材料不同，現(xiàn)有3D打印公司所使用的材料還不能滿足準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，材料的可控性不強，整體應(yīng)用效果得不到準(zhǔn)確的鑒定，因此就需國家進行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。對于3D打印技術(shù)所應(yīng)用的材料,內(nèi)部結(jié)構(gòu)、性能標(biāo)準(zhǔn)與傳統(tǒng)假肢矯形器應(yīng)用的材料存在顯著差異，具體使用材料的可控范圍不強，制作的輔助器具性能不能正確進行鑒定。3D打印軟件得不到具體的統(tǒng)一，雖然各種零件設(shè)計軟件都相對成熟，但假肢矯形器行業(yè)專業(yè)3D設(shè)計軟件明顯短缺。受人體曲面結(jié)構(gòu)的影響，對于復(fù)雜的模型，設(shè)計難度較大，相關(guān)軟件的研發(fā)較為緩慢，投入成本較高，整體制作效率較低。

3.2 生產(chǎn)問題

受技術(shù)、材料的影響，在打印制作過程中，不能夠獨立完成矯形器的制作，在制作期間還需要借助傳統(tǒng)石膏取模修模的方式來制作內(nèi)襯套，所需時間較長，在假肢矯形器的應(yīng)用過程中，還不能夠獨立完成，在技術(shù)設(shè)計當(dāng)中還要以傳統(tǒng)的工藝為標(biāo)準(zhǔn)進行補充。該技術(shù)對制作材料提出的要求較高，要確保使用材料的力學(xué)性能、精度以及加工性能完全符合制作標(biāo)準(zhǔn)，才能使得制作的模型實用性增強?；谝陨咸攸c，該技術(shù)需要投入的成本以及材料成本高，時間較長，售價也隨之提升，而目前的假肢制作材料的通用性不強，精度、力學(xué)性能以及加工性能欠佳，因而在具體改進期間要注重性價比問題，增強外加材料，以單色為主，加強對新材料以及3D打印技術(shù)的研發(fā)改進，保證新材料與3D打印技術(shù)能夠同時促進發(fā)展，構(gòu)建良好的發(fā)展趨勢。

3.3 人才問題

3D打印技術(shù)在康復(fù)輔具矯形器應(yīng)用當(dāng)中，大部分的專業(yè)性人才注重于臨床裝配能力，具體設(shè)計操作方面較為短缺，對于該行業(yè)的內(nèi)容少之又少，因此就需強化計算機人才與康復(fù)輔具矯形器人員的磨合，培養(yǎng)綜合性的工程人才。但是，在部分假肢矯形器裝配技術(shù)人員與計算機人員磨合期間，所需時間較長，工作效率較低，不能帶動整體工作效率全面提升，再加上目前許多矯正器制造行業(yè)對數(shù)字化的設(shè)計還不能有效接受，對3D打印技術(shù)認(rèn)知不足，自身具備的設(shè)備數(shù)量有限，應(yīng)用范圍比較狹隘，限制了3D打印技術(shù)的發(fā)展。為改變這一現(xiàn)象，要從3D打印相關(guān)教育事業(yè)出發(fā)，加強對康復(fù)輔具矯形器相關(guān)內(nèi)容的推廣作用，加強人才建設(shè)問題。

4 結(jié)束語

隨著近幾年來3D打印技術(shù)在臨床醫(yī)療當(dāng)中的應(yīng)用，在殘疾人員當(dāng)中發(fā)揮著重大的意義，為其肢體功能以及生活質(zhì)量方面發(fā)揮著顯著的改進作用。但是3D打印還存有一定的不足之處，從材料、性能、安全環(huán)保以及功能優(yōu)化的角度出發(fā)還需進行持續(xù)優(yōu)化，因此作為相應(yīng)教育行業(yè)以及醫(yī)療機構(gòu)要加強改進工作，優(yōu)化制作以及使用性能，提升經(jīng)濟效益與醫(yī)學(xué)功能的同時進一步推動3D打印技術(shù)更加科技化、智能化的發(fā)展。