解析3D列印在微型醫療設備上的應用

OFweek醫療網訊 Potomac Photonics是位於馬里蘭州巴爾的摩市的一家合同製造商，經常會遇到3D列印現存的共同挑戰：像構建方向、解析度和表面光潔度等等，但在Potomac的案例中，突破這些挑戰顯得尤為重要。

這家公司以精密加工著稱，並能小規模地進行機器加工、激光切割和3D列印。微加工技術結合雙材料SLA 3D列印使這家公司能夠創建大量的醫療器械和設備組件，不僅是原型還有最終產品。

3D列印在這部分的工作Potomac主要依賴於一台3D Systems公司的Projet 3500印表機，這台機器的列印層厚小至16微米（如需更小的尺寸特質則是通過微加工列印部件），這台SLA印表機可以使用兩種材料，在列印蠟支撐和孔洞的同時列印聚合物，列印結束后，支撐非常容易去除，下圖是該公司在醫療中的兩個應用案例。

這個3D列印的微流控模具原型是為生長的癌症細胞提供培養微室，使用了Projet 3500

第一個案例是為「紀念斯隆凱特琳癌症中心」製作的微流體模具，用於製造聚二甲基硅氧烷（PDMS）的微室，在可控的環境中培養癌細胞，這個培養微室常用於生物學和生物醫學應用程序，用傳統加工手段製造模具不可避免地產生高昂的成本，使用3D列印製造這些丙烯酸原型，Potomac可以減少成本，並縮短交貨時間。

圖中的元件是中耳的鐙骨假體的一個部分，從這些元件的質量來看，直接3D列印假體也許同樣很不錯

第二個案例是一組用於治療耳硬化症的植入物組件，耳硬化症是一種不正常中耳內鐙骨硬化，鐙骨負責移動內耳液，如果鐙骨硬化，震動受限，聽力就會喪失。

這些部件是為波蘭華沙技術大學的微觀力學與光子學研究所製造，通過這些原型，證實了這些器件結構可以被植入一個顳骨中，在Potomac之前，這個機構曾試圖尋找另外的3D列印方法，但是做不到這麼小、這麼精確的幾何圖形，以及這次驗證所需的緊密度公差。而Potomac卻能很經濟地、小批量地3D列印出來。

在這兩個案例中，蠟支撐都已被去除，也沒有任何額外的后處理，要達到這一的效果，需要結合設備、反覆試驗和試錯以及掌握專業的知識，印表機的解析度做出了很大的貢獻，但是激光功率和定向等其他因素也發揮了一定的作用。

即使擁有過去的經驗和前期的工作，但是「有時候我們觸及了3D列印能做的極限，」Adelstein表示，在這些案例中Potomac其實藉助了微加工技術，比方說用3D列印實現儘可能的近凈成形，然後用激光實現最小的特徵。

Potomac Photonics成立於1982年，位於Bwtech＠UMBC技術研究園，屬於馬里蘭大學的大學研究園區，公司開展一些商業以及正度機構的醫療設備製造、生物技術和電子產品製造的合作項目，使用技術涵蓋從激光微加工到熱壓花，微加工的材料保留聚合物、金屬、陶瓷和玻璃，按照所需功能，加工的產品尺寸小達1微米，該公司總裁兼CEO Mike Adelstein表示在某些案例中甚至更小。