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3D打印技术在脊柱外科中的应用进展

2021-11-11程嘉伟牛国旗刘路坦周乾坤

安徽医学 2021年3期

程嘉伟 牛国旗 李 超 刘路坦 周乾坤

1 3D打印技术

3D打印技术,又称快速成型技术或添加制造技术,源自 20 世纪 80 年代,3D打印技术基于3D数字模型,使用离散材料逐层打印来构造物体,且已在很多领域得到应用。美国科学家查尔斯·赫尔在1984年发明了立体平版印刷技术打印3D模型,并于1986年创立了一家致力于3D打印技术的公司,开启了3D打印的新纪元。3D 打印技术经过几十年的发展,在降低制造成本,节省劳动时间上有着独特的技术优势,引发了全世界的研究热潮。

1.1 3D打印原理 使用MRI或CT薄层扫描获取图像,然后通过计算机建模软件建成3D模型。使用软件将三维模型切片制作成计算机辅助设计文件,将数据传送到3D打印机,使用各种打印材料逐层附加地制造对象。3D打印材料,如陶瓷、树脂、金属、塑料、聚氨酯甚至活细胞都可以用来制作3D模型。

1.2 技术类型 目前有多种3D打印技术,主要以熔融沉积制造技术,光固化成型技术及选择性激光烧结技术为主。

熔融沉积制造技术是将热塑性材料通过喷头加热至熔融态,材料经喷头挤出并迅速固化,一层一层打印和叠加,直至完成整个实体制造。光固化立体成型技术以液态光敏树脂为原料,通过控制激光照射液态光敏树脂使之逐层固化,最终得到完整的产品。选择性激光烧结技术以热塑性聚合物粉末为材料,通过二氧化碳激光对规划区域进行熔化和融合,不断重复铺粉烧结过程使粉末熔融堆积成三维模型。熔融沉积打印技术优点在于使用维护简单,材料利用率高,是所有打印技术中最为经济的一种技术,光固化立体成型技术和选择性激光烧结技术具有打印精准度高的优点。……

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