生物和医疗 – 3D打印技术参考-(第2页)    
  • 清华大学重磅进展:生物3D打印类神经组织,实现脊髓损伤修复

    清华大学重磅进展:生物3D打印类神经组织,实现脊髓损伤修复

    3D打印技术参考注意到,来自清华大学材料学院和清华大学附属北京清华长庚医院神经外科的联合研究团队,在脊髓损伤修复方面取得重要进展。研究人员基于生物3D打印技术构建的动态生物活性类神经组织,被用于脊髓损伤修复,实现了神经干细胞的精确调控,显著促进了脊髓损伤后的神经再生和功能恢复。 研究成果于1月8日在线发表在《生物活性材料》(Bioactive Materials)上。 https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2024.12.028 脊髓损伤后,大脑和周围器官之间的神经连接中断,导致损伤节段以下的感觉和运动功能丧失。这不仅严重影响患者的生活质量,还对家庭和社会带来巨大的经济负担。目前,脊髓损伤的传统临床治疗方式主要包括手术治疗、药物治疗和康复治疗等,但恢复效果有限。组织工程技术的迅速发展为脊髓损伤修复提供了新的策略,其中生物3D打印技术因其能够精确控制材料与细胞的分布,构建具有仿生结构的组织而备受关注。 研究人员将神经干细胞与特定的生物材料混合,形成生物墨水,作为3D打印的材料。这些生物材料能够模拟神经系统细胞外基质,为神经干细胞提供适合的生长环境。清华大学指出,基质材料可高效传递指导性信号精准驱动神经干细胞的神经网络自组织进程,使替代物逐渐进化为真正的神经组织,从而实现受损神经组织及功能的完美替代。 动态活性生物墨水调控仿生神经组织的功能化神经网络构建分子机制 清华大学研究团队所配制的新型动态活性生物墨水,可增强3D打印微模块中“基质材料-神经干细胞”的相互作用,提升后者的机械敏感及传导能力,显著增强神经干细胞在3D基质内的机械感应、扩散、迁移和基质重塑能力,从而实现了对移植神经干细胞的精确控制。 研究人员利用3D打印技术,将生物墨水按照预设的模型逐层打印,形成具有仿生结构的类神经组织。打印过程中,可以通过调节打印参数(如打印速度、层厚等)来控制组织的形态和结构。打印完成后,研究人员对类神经组织进行了后处理,如交联、固化等,以提高其稳定性和生物相容性。 生物3D打印动态活性仿生神经纤维促进脊髓损伤大鼠的运动与感觉功能恢复 在体内实验中,植入体内的生物3D打印仿生神经纤维能够有效促进神经发生和神经突触的形成,加速3D生物打印结构内功能性神经网络的自组织。实验结果表明,这种生物3D打印的动态活性仿生神经纤维显著恢复了脊髓损伤大鼠的运动和感觉功能。通过多种测试评估了大鼠的运动和感觉功能恢复情况,结果显示,接受构建体的大鼠在12周后表现出显著的运动功能改善和感觉功能恢复。 该研究的成功不仅为脊髓损伤修复提供了一种新的可能性,还展示了生物3D打印技术在神经再生医学领域的巨大潜力。未来,随着技术的不断进步和研究的深入,相信这种生物3D打印动态活性仿生神经纤维将能够为更多脊髓损伤患者带来福音。 注:本文部分参考清华大学新闻。
  • 最新增材nature:10⁴mm³/分钟!体积3D打印突破速度与精度上限

    最新增材nature:10⁴mm³/分钟!体积3D打印突破速度与精度上限

    随着3D打印技术的快速发展,其在生物打印、原型制作和制造应用中的潜力日益凸显。传统的3D打印方法,如光固化技术,主要依赖于光一次固化一层材料,虽然在分辨率和几何精度方面表现优异,但打印速度、材料成分和产量均受到限制。为了克服这些局限,研究者们不断探索新的3D打印技术,以提高打印速度和材料兼容性。其中,体积打印方法逐渐崭露头角,它通过同时固化整个体积内的材料来实现快速制造。然而,这些方法仍面临材料透明度、分辨率和打印速度等方面的挑战。 在此背景下,墨尔本大学的David J. Collins教授和Callum Vidler等人于2024年10月30日在nature杂志发表了题为“Dynamic interface printing”的文章,提出了一种名为动态界面3D打印(DIP)的新方法。DIP技术利用声学调制和约束气液边界,在数十秒内快速生成厘米级3D结构,无需复杂的反馈系统、专门的化学或复杂的光学器件,同时保持快速的打印速度。这种方法为需要高分辨率、可扩展制造规模和生物相容性打印的应用提供了新的解决方案。 https://www.nature.com/articles/s41586-024-08077-6 动态界面3D打印技术原理 DIP技术通过一个底部开放、顶部密封的空心打印头,将打印头浸入液体预聚物溶液中,使其内部形成空气。在打印头的末端形成一个气液界面,该界面作为打印界面,通过可见光(λ=405nm)从上方透过玻璃窗传输,固化光敏聚合物。通过调整打印头内部的气压,可以控制界面的位置和曲率,实现与焦点平面的对齐。通过连续投影二维图像,构建出三维结构。 DIP技术的一个核心特点是通过声学调制来振动打印界面,从而产生毛细管-重力波,增强材料传输,提高打印速度和精度。通过调制打印头内部的气压,可以在打印过程中控制界面的形状和位置。 DIP技术原理 DIP技术借助声调制实现打印 DIP系统运行特写 由于DIP技术使用的是曲面界面而非传统的平面界面,因此需要将3D数字模型转换为一系列适应界面轮廓的图像。研究者开发了凸面切片算法,通过贝塞尔曲线预测界面形状,并计算投影序列。 动态界面3D打印的优点:多功能、高效 本项研究无需特殊化学或光学反馈系统即可快速创建任意支撑结构的能力。这种方法还可与多种材料兼容,包括柔软且在生物学上相关的水凝胶、不透明材料,从而适用于高活性组织工程、可扩展制造和快速原型制作。 DIP技术快速3D打印心脏模型 研究者评估了多种材料的打印速度与光功率的关系,确定了理想的打印参数空间。通过实验,DIP技术能够实现高达10⁴mm³/min的体积制造速率,超过了其他高速打印过程,研究者发现即使在较低的光功率下,也能实现厘米级结构的快速打印。据报道,该方法的3D打印速度可以比传统生物打印机快350倍左右,在保持高结构精度的同时降低了细胞损伤的可能性。 与现有技术的比较 其他体积打印技术已被用于快速制造厘米级构建物,例如计算轴向光刻技术以及xolography的双步光化学过程。 计算轴向光刻(CAL)技术涉及旋转一个充满光敏聚合物的容器,同时将其暴露于一系列来自不同方位角的中心投影光束,使得累积的光束交点形成目标物体。由于该过程依赖于局部氧气耗尽来限制聚合反应,固化程度对聚合剂量和材料组成高度敏感。尽管计算校正可以部分缓解这些效应,但它们对这些系统中的树脂和生物墨水施加了限制。 计算轴向光刻技术实现体积3D打印 xolography采用双步光化学过程,其中聚合反应由两个波长的光引发——一个来自光片,另一个来自正交投影——同时汇聚创建所需的物体,这种技术能够实现快速、高分辨率的打印,且打印出的物品表面异常光滑,无需后续的抛光处理。 双步光化学实现体积3D打印 与DIP技术相比,尽管这些体积打印方法允许快速制造自由悬浮的各向同性结构,但它们受到对专业光学系统或材料配方的需求的限制。具体来说,体积分辨率与材料透明度内在相关,这排除或限制了许多添加剂的使用,如细胞、颗粒材料和染料。 在传统的自下而上立体光刻中,氧气也可以作为自由基抑制剂,以抑制打印界面的聚合反应。例如,连续液体界面生产技术使用氧气透过膜作为制造界面,创建了一个聚合反应的dead zone,材料可以在此连续补充。然而,在这种方法中,打印结构逐渐从一个浅层液体储层中提取出来,这对于像水凝胶这样的软材料来说存在困难,因为它们在从液体悬浮状态移除时常常表现出结构不稳定。 传统DLP与CLIP技术的打印过程比较 总结 这篇研究展示的体积高速3D打印技术,远远超过了其他快速打印技术。这种技术不需要特殊的化学药品或复杂的光学系统,而是利用表面张力和声波驱动来实现打印。这种方法还可以同时使用多个打印头,提高生产效率,甚至可以在一个多孔板上同时打印多个结构。 该技术还允许在打印过程中进行精确控制和调整,实现复杂的三维图案。预计未来这项技术还会有更多的应用,比如直接在打印头上集成声波系统,或者实现多种材料的顺序打印。 此外,这种打印技术对于生物制造领域尤其有前景,因为它能够快速打印出柔软、生物相容的材料,而不需要加热或对材料的光学特性有特别要求。这种技术还可以在三维空间中精确定位打印界面,这对于在实验室多孔板中制造生物结构非常有用。 注:本文由3D打印技术参考创作,未经联系授权,谢绝转载。
  • 铼赛智能A轮融资超亿元!3D打印齿科市场的领跑者与增长黑马!

    铼赛智能A轮融资超亿元!3D打印齿科市场的领跑者与增长黑马!

    10月24日,3D打印技术参考从动脉网了解到,齿科3D打印综合解决方案提供商苏州铼赛智能科技有限公司(下称“铼赛智能”)宣布完成超亿元A轮系列融资,本轮融资由协立投资领投,多位口腔行业资深企业家跟投,指数资本担任独家财务顾问。本轮融资将主要用于产能扩充与出海市场拓宽。 中国医疗数字化发展已提升至国家战略层面,其中,口腔数字化是整体医疗数字化的重要组成部分。3D打印技术被广泛应用于牙齿修复、牙齿种植、矫正器制造等多个方面,不断开拓数字化齿科应用场景,引导人工密集型制造向智能制造转型。目前,口腔3D打印解决方案具备定制化、低损耗、高精度等优势,正经历从“可选项”到“必选项”的关键切换阶段。据SmarTech数据,2021年,3D打印牙科市场规模高达35亿美元,预计到2028年,全球牙科3D打印市场规模将达到90亿美元。 铼赛智能是基于3D打印的数字化生产一体化解决方案提供商,由一支具备超过10年3D打印行业从业经验,能力图谱完整、技术积淀深厚、运营理念成熟的创始团队领衔,在光固化3D打印光学、电气、机械、软件、算法、材料等环节,具备包括AI方案设计和材料研发在内的完整自主的研发能力,可以为不同行业和不同应用场景,提供包括3D打印设备、软件、材料、技术方案等开发、生产与销售在内的完整、领先的一体化解决方案。 完善产品矩阵,覆盖设备、软件、耗材及终端 铼赛智能以基础工业设计、电子电器产品、数字化齿科和科教文创等为应用切入点,推出Shape系列、P系列和Edge系列的多款3D打印设备,以及配套的软件及20余款高性能光敏树脂耗材和终端产品,为多个应用方向提供了完整的产品方案与落地服务方案。 设备方面,铼赛智能目前有Shape 1+Dental、Edge E2、Edge Max三款主流机型,可覆盖椅旁及技工所等应用场景的不同需求,提供不同幅面大小、打印速度、打印精度的梯度式产品选择,具备高可靠性、高准确性、高性价比、用户友好等显著优势,已迅速占领全球齿科3D打印市场。 此外,铼赛智能自主研发了20多款专为特定牙科应用开发的树脂材料,部分产品已获NMPA/FDA审批,并同步申报三类医疗器械注册证,其研发的3D打印定制化胶托有望成为新一代无牙颌解决方案。未来,铼赛智能还将加速推进隐形义齿、永久牙的战略布局,引领修复种植领域的创新变革。 全球客户生态,跨领域积累大量标杆客户 得益于完善的产品矩阵和领先优势,铼赛智能已覆盖头部技工所、顶尖公立医院、大型口腔连锁机构、大型渠道分销商及头部品牌商等多个口腔细分领域。 截至目前,铼赛智能已累计出货数千台,在多个领域积累了大量标杆客户案例,包括华为、迈瑞、联影、鱼跃等头部医疗器械客户;康泰健、家鸿、登特、德凯利等在内的超千家义齿加工厂,以及四川大学华西医院、武汉大学口腔医院、瑞尔齿科、欢乐口腔等在内的数百家口腔医院和诊所。 在海外市场,铼赛智能沿一带一路沿线国家重点发力,持续推进全球化布局,并已成立欧洲及美国子公司,辐射包括欧洲、北非、亚太、北美和中南美等区域在内的60个国家,与包括Viet Dang、Novadent、Unident等在内的120余家海外公司达成合作,海外业务收入持续增长。 团队能力全面,获投资机构认可 铼赛智能创始人、CEO刘震曾任国内领先的3D打印设备厂商研发总监,负责产品线研发与运营管理。团队在技术、材料、算法、应用服务各领域的负责人拥有多年3D打印、机电、光固化材料等行业的专业经验,兼具数字化牙科深度认知和全球化商业能力。这支业务能力全面、技术积累深厚的稀缺团队,也获得了投资机构的一致认可。 本轮融资领投方协立投资表示:“协立投资一直关注3D打印技术的创新应用,齿科行业是3D打印技术最佳的商业应用场景之一,正在重构口腔加工业态,为齿科医疗带来更舒适的病患体验、更高效的诊治流程和高性价比个性化义齿定制。顺应口腔数字化浪潮,3D打印设备和材料在齿科领域市场潜力巨大。我们非常认可铼赛团队卓越的产品力和高效的运营能力,公司设备和材料新增出货量快速增长,有望持续成为该细分行业的引领者。” 指数资本高级副总裁陈舸表示:“我们一直以来非常关注消费医疗赛道的创新技术。3D打印作为新质生产力在医疗场景落地应用的典范,正不断重塑各个产业链原有的生产力和生产关系。齿科具备高度定制化的行业特性,使其成为3D打印在医疗行业最快完成商业化应用的细分行业。我们非常赞赏铼赛在产品上的开发理念,做出兼具工业级技术&消费级成本的好产品。通过技术革新,将更好的产品体验带给更多的行业用户。我们相信未来,铼赛将成为全球3D打印的领袖企业,在齿科行业引领下一波变革。”
  • 世界首例:异体干细胞定制3D打印气管成功移植,开启医疗创新新时代

    世界首例:异体干细胞定制3D打印气管成功移植,开启医疗创新新时代

    3月26日,3D打印技术参考注意到,韩国天主教大学的一个研究小组成功将世界上第一个生物3D打印的人工气管植入患者体内,该人工气管使用他人的成体干细胞定制。研究小组为一名50多岁的女性进行了移植,她在接受甲状腺癌手术后失去了部分气管。手术于去年八月进行,在进行了六个月的后续观察后,确认气管植入成功。 相关负责人表示:“这次移植是世界上第一个人造人体器官临床试验的成功案例,该器官通过应用生物3D打印精密工程技术从异体干细胞开发而来。据该大学称,研究人员使用了鼻甲手术等常见手术中废弃的人体组织,这些废弃的组织被重新用作功能性成体干细胞的新来源。他们还使用了从鼻中隔手术期间获得的废弃软骨组织中收获的软骨细胞,这些细胞被用来再生透明软骨。”这些生物材料的再利用对于再生医学也是新的探索。 3D打印定制的硅胶气管支架(仅做示例,与本文案例无关) 01再生医学发展的重要里程碑具有改变医疗干预的潜力 在手术之前,研究人员遵循严格的流程和质量控制协议来开发生物3D打印人造气管。气管的大小和尺寸根据患者具体情况定制,团队收集了患者的CT和MRI数据,以便设计出完美贴合的产品。气管的长度小于5厘米,花了不到两周的时间打印出来,并通过半天的手术移植到患者体内。 这项研究的成功是再生医学发展的一个重要里程碑,也标志着生物打印具有彻底改变医疗干预的真正潜力。它不仅为复杂气管疾病的创新治疗和再生医学的发展铺平了道路,也为人工器官移植的商业化技术的发展奠定了基础,并将在未来针对各种疑难杂症的组织器官再生工程与先进生物制药的开发发挥重要作用。 T&R Biofab生物打印机 人体组织3D打印 为此次移植提供3D打印技术的T&R Biofab公司科学战略主管Paulo Marinho 博士表示,“虽然现在说生物3D打印可以解决目前移植器官短缺的问题还为时过早,但它肯定增加了部分解决某些器官或某些特定适应症问题的希望,或者至少填补了传统移植器官之间的空白。” 这项开创性工作来自多个著名机构和关键个人的共同努力,耳鼻喉科、甲状腺和内分泌外科部门做出了重大贡献。据仁川圣玛丽医院称,这些医疗专业人员及其团队在开发生物3D打印气管的研究和临床方面发挥了重要作用。 02生物3D打印超越人类想象力的技术 生物3D打印是指用含有活细胞的混合物作为基础材料,打印出活体组织器官。3D打印在生物领域的应用大多处于探索阶段。根据贺永等浙大学者的梳理总结,生物3D打印大致可划分为4个层次: 第一层次为制造无生物相容性要求的结构,比如目前广泛应用于手术路径规划的3D打印等; 第二层次为制造有生物相容性要求、不可降解的制品,比如钛合金关节、缺损修复的硅胶假体等; 第三层次为制造有生物相容性要求,可降解的制品,比如活性陶瓷骨、可降解的血管支架等; 第四层次就是狭义生物3D打印,即操纵活细胞构建仿生三维组织,比如打印药物筛选及机理研究用的细胞模型、肝单元、皮肤、血管等。 3D打印主动脉心脏瓣膜模型能泵送液体 目前在生物领域,类器官被称为模拟体内微环境最好的技术之一。类器官是在特定培养条件下,使用原代组织、胚胎干细胞或诱导的多能干细胞在体外生成的一种微器官。 人们已经制造出肝脏、胰脏、胃、心脏、肾脏甚至乳腺等在内的各种类器官。类器官被应用于癌症研究、药物筛选和精准医学领域。但它仅仅在一小块定向培养的微小组织内模拟体内微环境,距离更大尺度的模拟依旧存在距离。   3D打印的人类心脏具备泵血功能 如果能直接用3D打印技术,打印出心脏或者肝脏,同样可以用来测试药物,辅助药物研发。2016年,生物3D打印企业Organovo与罗氏制药公司合作开展了一项药物测试,测试结果表明,3D打印的肝脏组织可以被用于区分多种药物的毒性水平。 相比于形态微小的类器官,这些仿生器官从更大尺度上,复刻了生物组织,提供了更丰富的体内环境模拟反馈。 心脏3D打印过程 3D打印的可呼吸肺泡组织 《Bioactive Materials》发布的研究显示,2022年,有实验室将六轴机器人改造成为生物3D打印机,打印出了心肌组织。这个心肌组织还分布着毛细血管,并在体外维持了六个月的搏动。 不止是药物研发,3D打印可能会助益整个生物领域,反哺生物技术研发。2019年,《微型机器》发表研究称,学者通过改进生物3D技术,打印出感觉神经元。感觉神经元是外周神经系统的一个重要组成部分。未来,当更多类型神经元细胞被成功打印之后,学者就能更直观地观察脑科学技术的效果,从而研发出更精准的脑科学治疗技术。注:本文内容由3D打印技术参考整理编辑,转载请点击转载须知。欢迎转发 主编微信:2396747576(请注明身份);硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.【电子书】3D打印如何深度影响现代珠宝首饰设计和制造行业 2.两种模式创新:3D打印为复合材料产品开发带来新思路 3.应用行业渗透:宝马将使用电弧增材制造生产汽车部件 4.首都航天机械有限公司2023年增材制造技术创造近1亿元年产值
  • 桌面挤出3D打印机的大作用!助力数字化矫形创新

    桌面挤出3D打印机的大作用!助力数字化矫形创新

    扁头综合征是指小儿头骨前后位或侧位发生不同程度的扁平畸形,使脑结构生长错位或受限,影响脑部的发育,表现出智力、运动等神经行为等问题。新一代的父母希望孩子头型更加对称一些。欧美地区的家长们更早意识到这一问题,早在90年代末开始,就陆续有对应的产品——矫正头盔,到今天已经有20余年的成熟临床应用,美国有1000家线下矫形门诊机构,数百万孩子使用了这一产品。 云量几何是一家婴儿智慧矫形头盔研发生产商,公司专注婴儿头型矫正。公司将新科技赋能医学研究,结合儿科专家的数十年临床经验,为中国宝宝提供舒适、安全、有效的定制化头型矫正服务,让孩子的生长发育兼顾健康与美。经过几年的产品打磨,“TalentLand聪明岛新一代婴儿智慧矫形头盔” 诞生。 3D打印带来的数字化解决方案 “聪明岛矫形头盔” 的原理是在婴儿的头颅可塑性较强的时期,将头部鼓起的部分施加温和的压力,另一侧则预留生长空间,防止头部再次因受力不均而变形,从而使婴儿的头部在自然生长的过程中达到理想的形状。矫形头盔产业,和其他康复类矫形产品的情况类似——未经认证和授权的产品横行,行业良莠不齐,许多矫形门店缺乏专业的技师人员,有的凭借师傅的“感觉”进行打磨制作;有的直接以给婴儿头上贴石膏的方式进行“治疗”;各种在线平台上,则充斥了各种缺少医疗器械相关资质的矫形枕、婴儿帽等产品。 电商平台各种各样的婴儿头型矫正工具 云量几何把AI辅助数字化作为底层逻辑,将抽象的经验变为可被记录、被复用、被标准化的评估、预测逻辑以及产出结果。前端通过3D全景手持式扫描仪采集宝宝的三维头型数据;通过自研的数字矫形方案定制软件,能智能分析宝宝二维和三维颅脑发育情况;第三是依据自研的评估软件,能预测宝宝未来的头型生长状态;再用3D打印方式定制完成矫形头盔。 其中选择3D打印作为生产工艺,联合创始人兼COO刘旭璐表示:“选择3D打印有多个考量。第一,CNC等工艺有很多限制和局限,很多需求无法满足,比如重量,因为婴儿佩戴重量是要减重的,现在通过一些镂空的结构设计,我们现在重量最轻的头盔仅有110g,这一点是传统工艺无法达成的。 减轻重量的同时,还需要保证产品的透气性,因为通常矫正器一天要佩戴23个小时,所以透气不出痱子都是产品需要做到的;还有就是生产周期,为人父母的都知道,3岁以下的孩子可以说是一天一变样,如果按照传统供应链定制2-3周才能拿到产品,孩子发育可能和当时的扫描结果已经有了变化。因此,3D打印是必然的选择。” 粉末打印+熔丝挤出,两种技术互补选择 云量几何首先引入了工业级的MJF技术作为生产主力,而后刘旭璐对于打印产品的特性有了更多的想法:“首先是打印产品的灵活性,一件能制作能丰富我们的生产灵活度;其次FFF技术的材料选择会更多,有一些特殊体质的宝宝对某一种尼龙可能有过敏的情况,用PP或者PC的材料制作能很好地补充解决这一问题。” 在比较了多家厂商的产品后,刘旭璐选择了Raise3D E2作为使用机型,谈起选择Raise3D的原因,他说道:“和其他FDM/FFF厂家相比,复志(Raise3D)在这一领域具有国际视野,在矫形领域和国外的许多知名医疗相关机构和材料企业合作,对于医用3D打印工艺制程的经验是很多国产品牌所不具备的,这帮助我们解决了合规生产中的许多痛点。” Evonik 的多款植入材料也在近期加入了Raise3D开放耗材计划 刘旭璐表示:“E2现在放在公司自建的GMP工厂,表现出卓越的高精度和稳定的打印性能,在装机投入生产后一直处于全天候运转的状态。平时除了生产婴儿颅骨矫形固定器外,还会打印一些头骨模型、头模支架以及门店装饰板架子等部件,打印机平均每周工作100小时左右。” GMP工厂的E2打印机 对于配套的ideaMaker的切片软件而言,则是一个轻量化的数据准备体系。通过将患者的三维骨骼数据输入ideaMaker系统中,简单编辑,就可以用E2将矫形模型快速打印出来。同时,ideaMaker切片软件内置了不同品牌、不同材料特性的材料模板,如TPU材料就涵盖了85A到64D在内的多种硬度选择。 在切换材料时候,工程师可以根据需求换料后直接使用预设好的打印模板进行打印,无需重复的调试参数验证或清理粉末。当工程师修改打印模型的机械性能设定时,也可以直接在ideaMaker中完成设置,无需重新绘制模型。 从开发截瘫人群的轮椅部件,到为医院提供矫形鞋垫方案;Raise3D会持续帮助失能群体,利用3D打印和数字化技术,Raise for Diversity 为每一个不同。 欢迎转发 主编微信:2396747576(请注明身份); 硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.盘点:2023年值得关注的3D打印新材料、新工艺和新应用突破 2.年后第一大展!AM CHINA增材技术/粉末冶金/先进陶瓷,要对比着看! 3.GRX-810新超级合金3D打印火箭发动机成功测试 4.联泰科技“高精度高效率智能光固化3D打印设备”项目荣获2023年职工技术创新成果一等奖
  • 首个国产电子束3D打印机制造的钛合金髋臼杯获批三类医疗器械注册证

    首个国产电子束3D打印机制造的钛合金髋臼杯获批三类医疗器械注册证

    在骨科植入物的制造上,电子束3D打印技术相比激光3D打印技术有着固有优势,且前者有着更早的发展历程。然而,长时间以来电子束3D打印设备都依赖进口,这给国产骨科植入物的制造带来诸多问题。 近日,3D打印技术参考注意到,我国首个采用国产电子束3D打印设备取得三类医疗器械注册证的骨科植入假体产品已经诞生。 2023年7月20日,西安赛隆增材技术股份有限公司(以下简称“西安赛隆”)合作伙伴——武汉迈瑞科技有限公司(以下简称“迈瑞骨科”)采用西安赛隆电子束3D打印设备研发的钛合金髋臼杯系统正式通过国家药品监督管理局(NMPA)审批 ,注册证编号:国械注册20233131002。该产品是我国首个采用国产电子束3D打印设备取得三类医疗器械注册证的骨科植入假体产品,标志着国产电子束3D打印骨科植入物建立起自主可控、自主创新的研发、生产体系。   3D打印髋臼杯系统注册证  从立项到取证仅耗时2年 2021年,西安赛隆与迈瑞骨科开始在电子束3D打印骨科植入物方面开展合作。西安赛隆充分发挥电子束3D打印全产业链的优势,提供了包含原料支持、设备操作、软件支持、扫描策略及工艺优化在内的全方位一站式服务,并协助迈瑞骨科开展原料、装备及工艺的验证,样件的尺寸精度、力学性能、化学成分、孔结构特性均符合相关国家、行业标准的要求。该电子束3D打印髋臼杯的孔结构具有100%三维连通、高孔隙率、高摩擦系数以及低粉末残留的特点,具有优异的骨长入效果,保证假体植入后的初期稳定性。  本次获得取证的的3D打印髋臼杯产品  项目从立项到取证仅耗时2年,体现了西安赛隆电子束3D打印设备的成熟稳定以及技术团队的专业高效。 国产技术不断突破 电子束3D打印技术具有能量密度高、生产效率快、成形应力低、真空环境无污染等特点,在骨科植入物的制造上无需后续热处理及线切割,且可以进行堆叠打印,特别适合骨科植入物低成本、批量化的快速制造。由于设备的高技术门槛以及电子枪等核心元器件、软件没有商业化产品,国内外具备商业化电子束3D打印设备制造能力的企业较少。我国电子束3D打印骨科植入物领域打印设备依赖进口,设备售价高、使用维护成本大、产品开发周期长且材料工艺包单一。 作为国内最早开展电子束3D打印设备开发的企业,西安赛隆先后突破了核心元器件、扫描路径规划、工艺以及软件的技术壁垒,推出国内首台自主知识产权的商业化电子束3D打印设备。此外,结合公司自主知识产权的等离子旋转电极雾化制粉设备,实现了高熔点金属钽、高活性锆铌合金等高品质医用球形金属粉末的制备及电子束3D打印的工艺开发,并完成百余例临床试验。  西安赛隆Y150系列(左)和T200(右)医用电子束3D打印设备 2023年,公司在国际上率先开发出了大功率、高精度、长寿命的低成本间热式电子枪,针对骨科植入物的制造需求,推出了搭载不同功率间热式电子枪的系列化医用电子束3D打印设备,设备在电子枪功率、成形精度、阴极寿命及成本等方面均达到国际领先水平,可实现多种医用金属材料骨科植入物的高精度、低成本、批量快速制造。 T200型电子束3D打印设备打印的满板钛合金髋臼杯 除了迈瑞骨科外,还有7家医疗领域客户正借助西安赛隆的电子束3D打印粉末原料、设备、工艺全产业链优势进行骨科植入物产品的开发及三类医疗器械注册工作,材料包含钛合金、金属钽、锆铌合金,产品覆盖了标准化及个性化髋关节、膝关节、脊柱、颌面等全部骨科应用场景。未来,西安赛隆将以用户需求为导向,继续精进产品与技术,为医疗客户提供更加完善、更有力的技术支持和电子束3D打印全流程服务,助力中国医疗器械企业创新升级,推动国产骨科植入物迈向新高度。 欢迎转发 主编微信:2396747576(请注明身份); 硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.光固化3D打印 | 铼赛智能获ISO 13485医疗器械质量认证 2.3D扫描+3D打印,重点分析骨科微创精准矫正手术“私人定制”案例 3.Science最新:3D打印有机硅弹性体,制造出高性能生物结构 4.戏剧快要收场:Nano退出,Stratasys有望携手3D Systems,DM怕是谈了场寂寞
  • 3D打印中的PEEK:一种耐用且要求苛刻的材料

    3D打印中的PEEK:一种耐用且要求苛刻的材料

    聚醚醚酮,通常称为PEEK,是一种半结晶热塑性塑料,因其机械性能高而在制造业中备受推崇。几年来,它一直是增材制造领域的一种具有成形挑战性的材料。如今,这种材料已经能够以丝材的形式用于FFF挤出成形,也可以粉末的形式用于SLS激光烧结成形。PEEK主要用于航空航天、医疗或汽车行业,具有耐热和耐磨性,优秀的重量/强度比使其可以替代某些金属。然而,它是一种要求苛刻的3D打印材料,难以打印并且需要一些特殊条件。 PEEK的生产及特性  PEEK是PAEK系列(聚芳醚酮)的一种,以其高热机械性能而闻名。根据上氟新材的介绍,PEEK的分子结构显示了其独特的芳香环和极性官能团组合,以及酯键和双键侧链的存在,这些结构特征赋予了PEEK优异的机械性能、耐热性、化学稳定性和生物相容性。如果将该行业中不同聚合物以金字塔的形式分类,PEEK处于高性能聚合物类别的顶端。 3D打印聚合物性能金字塔 PEEK于20世纪70年代末首次投放市场,由于性能卓越,很快引起了航空或电子等行业的兴趣。它是一种半结晶聚合物,大约30%的材料质量在打印过程中结晶。在它的融合过程中,分子在热的作用下部分排列在它们之间,形成一定的秩序直到完全凝固,这使其在温度升高时保持机械特性。 PEEK的3D打印  PEEK的熔点极高,玻璃化温度143℃,熔点达到343℃,使其加工极其困难。无论是采用FFF/FDM挤出还是SLS烧结,打印温度设置通常接近400℃,且对温度场稳定性和均匀性要求非常严格。PEEK的3D打印必须掌握其结晶过程,由于部分结晶,材料的密度会发生改变,因此有必要保持高温水平并避免温度出现波动。 以挤出工艺为例,喷嘴的温度应持续保持在约400°C,腔室温度加热至约100°C,底板加热至约200°C,降低PEEK打印时的翘曲、使打印件充分均匀结晶。就化学反应而言,材料在打印过程中会改变密度,然后在冷却时收缩。以国内一迈智能具有超大构建尺寸的SPAC HT 920为例,其打印尺寸达到920*620*920mm,打印温度高达500℃,腔体温度220℃,热床温度300℃,优异且稳定的温度条件为打印大幅面的高性能制件创造了基础。此外,国内远铸智能、陕西聚高等公司也开发出了适用于PEEK挤出打印的装备。 一迈智能PEEK FDM 3D打印过程 华曙高科PEEK SLS 3D打印过程  对于激光烧结工艺,为防止成形过程中的零件翘曲变形,要求SLS成形过程中预热温度设置在330-337℃的(激光烧结窗口)范围内;老化的PEEK粉末熔点更高,烧结窗口更窄,预热温度设置更是接近400℃,需要专门开发具有超高温预热环境的打印机。据3D打印技术参考了解,华曙高科的PEEK材料打印工艺已进一步升级,可以实现更稳定的打印,且通过优化材料配比大大降低了PEEK的应用成本。华科史玉升教授团队、德国EOS公司也专门开发了适用于PEEK打印的超高温SLS设备。   PEEK的应用领域  尽管PEEK是一种要求很高的材料,但也必须说它为制造商提供了极佳的机械和化学特性:它非常耐热、耐磨、具有高耐化学性、可消毒和介电性能。PEEK还具有高强度重量比,可替代某些金属。此外,PEEK具有阻燃性,这将使其成为一种备受关注的3D打印材料,适用于航空航天等具有火灾/烟雾限制的行业。如果我们将其与其他高性能热塑性塑料进行比较,PEEK的机械强度超过ULTEM。 3D打印的PEEK特别受医疗领域的关注,其具有生物相容性和可消毒性,可用于定制植入物的制造。PEEK具有类似于人体骨骼的特性,3D打印的PEEK植入物可以促进植入物周围组织的重建,加速骨融合,当前3D打印制作的PEEK医疗植入提已经用于临床。 3D打印PEEK医疗植入物 3D打印PEEK卫星框架 航空航天和汽车领域也是PEEK 3D打印很常见的市场。增材制造使按需制造更高效、更轻便的定制零件成为可能,高性能材料的加入更加拓宽了相关应用。PEEK将提供更高的耐磨性和耐温性,同时优化重量,这是此类领域的关键部件。用PEEK制成的零件已经被送入太空,证明这种材料可以满足最苛刻的行业。 最后对于价格,PEEK是一种非常昂贵的材料。据3D打印技术参考对一迈智能和另一相关公司的咨询,3D打印的PEEK线材价格为3500元/kg左右,粉末价格为1500元/kg左右。 注:本文内容由3D打印技术参考整理编辑,转载请点击转载须知。 欢迎转发 主编微信:2396747576(请注明身份); 硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.超越PEEK,3D打印的碳纤维增强尼龙有怎样的性能和应用潜力 2.孟加拉国专科医院购买中国3D打印机开展PEEK颅骨植入手术 3.华科史玉升教授团队开发出能3D打印PEEK的激光烧结SLS设备并成功实现临床应用 4.3D打印PEEK植入物迎来重要发展:国家药监局发布注册审查指导原则
  • 意义重大!17天,浙江大学借助3D打印制作大黄鱼肉

    意义重大!17天,浙江大学借助3D打印制作大黄鱼肉

    5月18日,3D打印技术参考注意到,浙江大学联合大连工业大学,通过将大黄鱼肌肉纤维和脂肪细胞与3D打印凝胶组装在一起,成功合成国内首例厘米级细胞培养大黄鱼组织仿真鱼排。新华社评价这一突破——意义重大! 3D打印制造仿真鱼排(来自浙江大学官微) 近年来,基于对效率、可持续性、环境负担和动物福利的关注,细胞培养肉类技术已成为部分替代传统畜牧业肉类生产的替代方案。组织样细胞培养肉,其组成和结构类似于真实的肌肉组织,主要包含脂肪细胞和对齐的肌肉细胞。随着数字建模技术的兴起,多名研究人员成功使用生物3D打印技术构建了牛、猪等家畜的肉组织。体外3D细胞培养条件包括培养基(如胎牛血清)和支架材料,目前已经受益于以再生医学和类器官生成为目标的人类细胞或其他哺乳动物细胞培养的研究。然而,食物构建的主要目的、成本和规模以及其他关键方面(如目标物种、营养素和感官特性)与生物医学组织完全不同。对于细胞培养肉,建立自己的方法仍然面临许多挑战。挑战之一是构建具有高效和可食用细胞外基质或可降解材料的支架,使细胞在突出、粘附、易位、增殖、分化和融合方面具有高度适应性。 海鲜是许多人最喜欢的食物,因为它味道鲜美,富含各种蛋白质、脂肪酸和微量营养素。近几十年来,人口增长加上环境压力和气候变化导致海洋食物资源过度开发,对生态系统产生了巨大影响。因此,科学评估和政策管理以及创新技术(例如:细胞培养鱼肉)等许多方面对于海产品生产的可持续发展都迫在眉睫。然而,与家畜不同,很少有研究使用海洋鱼类来探索体外肌生成。海鱼的肌肉类型多种多样,其生理和代谢状态各不相同。目前,找出什么样的物种、细胞、培养条件和支架材料可以用于生产海洋类组织细胞培养肉是主要的挑战。   在3D打印的仿生结构中“长”出鱼肉(来自浙江大学官微) 研究团队负责人之一、浙江大学生物系统工程与食品科学学院副院长刘东红教授介绍说,科研人员以大黄鱼为研究对象,分离出具有高传代能力的肌肉干细胞、脂肪干细胞,并通过调控两种信号通路诱导肌肉干细胞分化。研究团队基于可食用凝胶,改造仿生构建鱼肌支架,产生类似自然鱼肉的结构和纹路,令肌肉细胞沿着3D打印的仿生结构有规则生长,三维培养肌纤维束,成功用组织状细胞培养出鱼肉。 研究团队介绍,这块仿真鱼排17天长成,色白、质弹。根据研究文章的介绍,3D打印的大黄鱼鱼肉肌管和脂肪细胞的数量、肌原纤维和脂肪的比例、硬度、粘性、弹性、弹性、含水量等与本地鱼肌肉组织相似,但咀嚼度低,水分分布与原生鱼肌肉组织不同。 3D打印制造仿真鱼排(来自浙江大学官微) 总的来说,研究团队成功开发了一条生产组织状养殖鱼片的流水线。这将是针对不同鱼类甚至其他经济动物物种的高级方式。这表明基于真实组织结构的仿生支架在生产类组织培养肉方面具有巨大潜力。对于大规模生物打印,由于材料特性的限制,很难提升基于挤出的3D打印机的喷射流量和尺寸。多喷嘴同时挤压将是下一步大规模组织培养肉生产的较好选择。但细胞培养鱼肉真正走向餐桌,还要进行大量的安全性评估。 相关研究以“Tissue-like cultured fish fillets through a synthetic food pipeline”为题发表在《npj—食品科学》期刊。在中国轻工业联合会组织的鉴定会上,生物合成细胞培养鱼肉的关键技术被评审组认定达到国际同领域先进水平。  欢迎转发 主编微信:2396747576; 硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.Nature最新:使用3D打印以微尺度空间分辨率开发新材料 2.华曙高科-重磅发布批量金属3D打印系统FS511M和FS350M 3.视频:轻质+超高强+高延展 | 3D打印综合性能优异晶格结构 4.使用3D打印制造工装夹具,克服传统挑战的十个优势
  • 崛起速度惊人,国产3D打印设备商成功开拓欧美市场的密码

    崛起速度惊人,国产3D打印设备商成功开拓欧美市场的密码

    齿科,是桌面级光固化3D打印技术最重要的应用领域之一;与此同时,如今齿科治疗也已经普遍使用3D打印技术。因此,3D打印制造商应该思考所开发的解决方案,有没有以需求为导向,让用户对3D打印技术的使用更加便利。这是如今在竞争越来越激烈的市场环境下,取得市场优势的不可或缺的要素,也即能够提供差异化的服务。 作为近三年来的新锐品牌,RAYSHAPE的崛起速度让人诧异,在全球范围内更是快速获得了认可。“以用户为导向”,是其能在竞争激烈的3D打印行业迅速崛起的关键。 与行业龙头合作,加速融入本地市场 在齿科行业,EasyRx具有突出的行业地位。它是世界领先的实验室解决方案、3D软件服务商,超过2000家诊所和550个实验室使用其软件平台。 基于EasyRx在齿科领域的重要行业地位,3D打印业内的许多企业均试图借助该公司提供的软件平台来快速融入欧洲齿科市场。而能够与这家企业合作,3D打印设备商也必须具备行业一流的技术水平。 为了给用户更好的使用体验,RAYSHAPE 2022年与EasyRx达成合作,打通了RAYSHAPE ShapeWare软件与齿科行业通用的EasyRx软件之间的壁垒,让用户可以体验到更加流畅的3D打印体验。 EasyRx提供的革命性的“通用”系统,允许正畸医生和牙医设计、创建、管理患者的矫治器处方并将其在线提交给世界上任何正畸或牙科实验室或内部实验室。EasyRx的全套设计工具使医生能够针对单个数字化正畸设计进行管理和创建他们的矫治器处方,从而提高效率并朝着无纸化环境发展。 牙科诊所及实验室与EasyRx互联互通以寻求更高效的解决方案 在合作达成后,用户在EasyRx软件可以自动把文件传输至ShapeWare软件,并且可以从EasyRx软件直接唤醒ShapeWare软件,实现了两个软件的无缝整合。EasyRx和RAYSHAPE的用户可以通过便捷的操作,简化的流程,更快、更有效的编辑和打印模型。 EasyRx提供的解决方案可以快速简单高效的查看、建基并编辑STL文件 RAYSHAPE能够与这家企业达成合作,意味着这家国际化的行业领导者认可RAYSHAPE解决方案的领先水平与该公司的品牌价值,同时将加速RAYSHAPE快速打开欧美市场。 针对行业需求,做全流程解决方案 在3D打印技术参考看来,很多3D打印技术从业企业的很大通病在于做出的解决方案不够聚焦某一个行业的使用需求。终端用户咨询“你的技术可以做什么”,很多从业者会回答什么都可以做,但真正委托试做的时候却又难以满足客户的需求。 EasyRx的视觉DLP实验室管理功能界面展示 每个行业都有其特殊的使用需求,粗放的解决方案必然无法满足用户差异化的使用需求。对于齿科行业,构建数字化牙科全链路流程,诊所和技工所系统的兼容性需求不可忽视,要确保各环节高效衔接有序运转。RAYSHAPE与EasyRx的此次合作,是RAYSHAPE数字化牙科生产流程的又一次自我迭代,大大提升了生产效率。同时,也是RAYSHAPE数字化牙科解决方案的进一步升级。 未来,RAYSHAPE将继续坚持“以用户导向”,不断深耕数字化牙科诊疗全流程,为广大牙科从业者提供全方位服务,为舒适牙科治疗保驾护航。 欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.仅仅3年,85后创立的3D打印“小”企业已成立两家海外子公司 2.国产高性能DLP 3D打印机畅销10余国家和地区,不乏华为等高端用户 3.尼康完成对SLM Solutions的收购,后者领跑多项“最记录” 4.高性能聚合物3D打印在石油、天然气行业有重要应用
  • 知名JCI国际认证医院,借助国产3D打印解决方案深化齿科数字化转型

    知名JCI国际认证医院,借助国产3D打印解决方案深化齿科数字化转型

    数据显示,中国齿科疾病患者人数已经占比全国人口的一半。2016年中国齿科患者人数为6.9亿人,经测算2021年中国齿科患者人数达7.07亿人。 随着中国口腔医疗技术的成熟和老龄化的加剧,行业规模正在呈现高速发展的态势,在消费升级的驱动下,治疗人数提升,市场规模逐年上升。 积极拥抱数字化升级 数字化不仅使诊疗周期缩短,还为患者提供了更密切的医技合作、医患沟通,让患者享受到更舒适、高效、便捷的医疗服务;另一方面,数字化通过降低部分操作的难度,带来更广泛的、更标准化的口腔诊疗服务,加速年轻医生诊疗能力的提升。 苏州明基医院是经国家卫健委及商务部批复建设的国家三级综合性医院,JCI国际认证医院(JCI 标准是世界公认的医疗服务标准,代表了医院服务和医院管理的最高水平)。口腔科是该医院明星科室,以专业化的规范管理体系和医疗服务质量,不断引进口腔高科技诊疗设备,集医疗、科研、美容、种植为一体,以生态医学为动力,数字牙科为支撑,引进国际先进口腔医疗器械。在牙齿种植、牙齿正畸、牙齿美容、儿童牙科、口腔保健等领域成绩斐然。 明基口腔科数字化修复中心   明基口腔科领头人宋志豪院长深切明白数字化已成为世界口腔医疗行业发展的潮流,而3D打印技术作为一种典型的数字化制造技术,注定会与口腔诊疗,义齿修复、正畸产品加工等数字化升级过程相融合。明基口腔科积极引入3D打印技术,不断提升诊疗效率和质量。 RAYSHAPE数字化齿科解决方案 明基医院院长口腔科医生宋志豪表示,“RAYSHAPE拥有完善的培训课程体系,我们团队成员上手很快;设备工艺参数、软件自动化等方面表现优秀,设备和软件使用非常流畅;技术支持响应迅速,不影响诊疗项目的进度。RAYSHAPE给了我和团队很大的惊喜。” RAYSHAPE齿科3D打印机 在齿科领域,RAYSHAPE的Dental系列产品方案着重于材料与工艺的开发、软件智能化的开发,为用户解决了易用性、效率和精度的问题。普通护士也可以轻松上手,轻易地获得高精度的种植导板、正畸牙模、临时牙等,实现更高效率、更高质量的临床诊疗效果。 “此外,RAYSHAPE 齿科解决方案帮助我们深化了数字化转型,设备性价比高,技术服务出色,提升我们穿颧穿翼植牙效率及质量。我们对迄今为止的合作感到非常满意”。宋志豪表医生示。 齿科3D打印机临床应用效果出色 打印模型精度高,表面质量好。使用RAYSHAPE齿科3D打印机,为每一个戴牙病例做局部的模型打印,模型试戴效果好。临床调颌时间大大减少,临床反馈满意度很高。 打印速度快,提高就诊效率。以咬合板为例,以前为患者安装需要1-2周,现在当天就可以完成安装,大大提升了患者的就医体验。 明基医院口腔科医生使用RAYSHAPE齿科3D打印机 患者越来越多,复杂的手术也层出不穷,性能出色的RAYSHAPE齿科3D打印机切实提升了临床效率和质量。 RAYSHAPE数字化齿科解决方案,助力明基口腔科成为了更加出色的数字化科室,为就诊患者带来了更好的康复体验。 欢迎转发 主编微信:2396747576;硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.国产高性能DLP 3D打印机畅销10余国家和地区,不乏华为等高端用户 2.英国知名齿科实验室使用中国3D打印解决方案加倍提高生产力 3.联想(北京):国产防静电3D打印解决方案加速电子新品开发 4.牙科3D打印报告(2022):市场规模32亿美元,最大市场份额和最大挑战因工艺各有差异