基于 3D 打印的个性化定制假体 摘要：个性化定制假体由于高昂的成本严重限制了其临床应用，浙江大学三维打印课题组基于桌面式3D打印技术开发了超低成本的假体制造技术，为定制假体的大规模临床应用提供了可能。 目前，假体已经广泛应用于人体颌面部损伤的修复中，耳、鼻、眼等假体的应用，能够重塑患者的形象，帮助他们走出伤病的阴影。传统个性化定制假体周期长，价格昂贵，严重制约了其在临床上的应用推广。英国一家公司开发了基于 3D 打印的假体制造技术，由于使用了昂贵的工业级打印机，其制造的成本和传统技术不相上下，单件的假耳或鼻子成本仍需 4000 美元，使得该技术缺乏竞争力。 目前桌面级 3D 打印技术发展已经非常成熟，价格已经和个人电脑不相上下，打印成本也极其低廉。但由于其精度低，表面台阶效应严重，使其应用多局限在教学、发烧友等民用领域，如不能找到工业方面的应用，桌面式 3D 打印技术的发展也将会遭遇瓶颈。 浙江大学机械工程学院傅建中教授带领的三维打印课题组独辟蹊径，提出了一种基于桌面级 3D 打印机的低成本制造假体方法： SPPC (Scanning Printing PolishingCasting) ，大幅降低了假体制造成本，同时也拓展了桌面式 3D 打印技术的应用 。 SPPC 充分利用了 桌面级 3D 打印技术的低成本， 通过抛光技术去除掉打印模具的台阶效应，制造出表面粗糙度 Ra 低于 1μm 的光滑模具，浇铸出具有光洁表面的人工假体，成功解决了个性化定制软假体制作周期长，成本高，难度大的问题，使其成本从 4000 美元 / 件降至 30 美元 / 件。同时由于采用了桌面级 3D 打印机，病人或医生可以在自己的家中或实验室制造个性化假体，这无疑大大降低假体制造门槛，从根本上解决了成本过高束缚了假体在临床上的应用问题。该技术除可在定制假体上广泛应用外，所打印的高表面质量模具也可直接应用于化妆特效、面具及组织工程等个性化定制需求强烈的领域。 图1 . SPPC 方法制造个性化假体的典型流程（扫描、打印、抛光、浇注） 图2 直接浇铸与 SPPC 成型制造的假体效果对比， a 为原始模具， b 为处理后模具， c 为未处理模具浇注效果， d 为抛光后模具浇注效果， e 为最终成品 课题组对打印后制品的抛光效果进行大量的研究，研究结果显示，抛光时间在 10-15 分钟内最合适。不同层高的打印件表面质量随抛光时间的变化的趋势是一致的，但是层高小的打印件更容易得到表面质量更加光洁的表面。 图 3 不同层高的打印件的表面质量随抛光时间的变化 目前该成果已在 Nature 旗下的 Scientific Reports 期刊发表，题为“ Fabrication of low cost soft tissueprostheses with the desktop 3D printer ”。
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