医疗产业应用：堪比真人的3D打印气管模拟训练器

全文3100字，阅读需要5分钟。本文分享多材料气管3D打印模拟训练器。

AM易道导语：

想象一下，新手医生对着一个能呼吸、出血、甚至模拟各种病理状况的人造气管，反复练习使用内窥镜或者各种操作难度要求极高的手术训练。

科室主任看着他飞速进步的操作技能，啧啧称奇，委以重任。

3D打印在背后深藏功与名。

这不是电影里的场景，而是已经成为现实的3D打印医疗模型的应用。

近日，一款名为Simpath的新西兰团队开发的3D打印气管模型引爆医疗圈，其逼真程度和功能性让众多专家惊呼：「这简直就是真人气管的完美复制品！」

这款突破性的3D打印气管模型不仅能精确复制人体气道结构，还能实现膨胀、收缩、出血等动态功能，为医疗培训带来变革。

更令人兴奋的是，这仅仅是3D打印技术在医疗领域应用的冰山一角。从手术规划到器官移植，再到个性化假肢制作，3D打印正在以惊人的速度重塑医疗行业的未来。

请跟随AM易道一起深入探讨这项颠覆性技术背后的奥秘，以及它将如何改变我们的医疗世界。

新型3D打印气管模型的厉害之处

这款新型3D打印气管模型的最大亮点在于其高度仿真性和交互性。

与传统的静态模型不同，它能够模拟复杂的内部异常和动态活动，如膨胀、收缩、出血和动脉搏动。

这些功能为医疗培训提供了身临其境的交互式模拟体验，对培养高级外科手术技能至关重要。

该模型的结构设计基于CT扫描结果，采用多材料PolyJet打印技术，能够精确还原从肉体到软骨的不同纹理。

模型的动态运动通过标准化配件注入空气或盐水来实现，大大增强了模型的真实感。

3D重建和打印的难点

在开发这类高仿真医疗模型的过程中，研发团队面临了不少挑战。

相比于骨科3D打印应用的三维重建，气道这类软体结构重建难度较高。

在保留原始解剖结构的细节的同时，还要考虑作为模拟训练器的外接装置，在精确重建与工程产品适配的取舍中，需要大量的经验和临床认知。

此外，如何选择合适的材料来模拟不同组织的质地和弹性，以及如何实现模型的动态功能，也是需要攻克的技术难关。

AM易道认为，这些困难的成功克服，离不开临床医生和工业设计师的紧密合作。

为什么目前只有Polyjet技术能实现此气管？

此项目是由美Stratasys公司的PolyJet技术打印制成，之所以能够实现此气管模型的各种需求，关键在于其独特的多材料喷射和即时UV固化工艺。

具体技术细节不在本篇文章讲述，但我们要知道的是，这种技术不仅能够在单次打印中使用多种材料，还能实现材料的精确混合和过渡，从而模拟人体气道从软骨到肌肉组织的复杂结构和质地变化。

其16微米的超高分辨率更是确保了模型的精细度和真实感。

然而，这并非唯一能实现类似功能的多材料3D打印技术。

但若兼顾颜色、材质的多样性、精度这三方面，目前市场并无更好的替代。

AM易道认为，尽管PolyJet在制作高仿真医疗模型方面表现出色，但选择哪种技术还需要根据具体应用需求、预算和生产规模来综合考虑。

事实上，如果仅仅是用于观察病灶，而不做复杂训练或实物模拟，FDM/光固化/SLS等技术都已经大量应用在了医疗模型领域。

随着3D打印技术的不断进步，未来可能会出现更多具有竞争力的多材料打印解决方案，为医疗模型的制作提供更多选择。

临床应用潜力巨大

这款3D打印气管模型在临床应用方面展现出巨大潜力。

它能够模拟各种复杂的医疗场景，如：

1. 通过气管壁上的小孔泵送液体来模拟肿瘤活动性出血。

2. 制作充满液体的囊肿，让医生进行切口和吸出内容物的练习。

3. 通过充气内壁形成狭窄通道，模拟气管狭窄状况。

4. 模拟无法插管，无法供氧等危急情况。

这些功能使得医生能在安全、可控的环境中练习处理各种复杂紧急情况，有效提高观察和操作技能。

商业机会展望

3D打印气管模型为医疗培训领域带来了巨大的商业机会。

随着医疗教育对高仿真模拟培训的需求日益增长，这类产品的市场前景十分广阔。

根据Markets and Markets的研究报告，医疗3D打印器械市场预计将从2020年的17亿美元增长到2025年的37亿美元，年复合增长率(CAGR)高达17.5%。

这一增长速度远超许多其他医疗技术领域，凸显了3D打印在医疗行业的巨大潜力。

除了定制化医疗设备和植入物领域的广泛应用、高度仿真的3D打印模型正在发挥越来越重要的作用。

AM易道认为，除了气管模型，这种技术还可以扩展到其他人体器官的模拟上，如心脏、肝脏等，从而打造一个完整的医疗培训模型系列。

此外，这种技术也可能在患者教育、医疗器械测试等领域找到新的应用场景。

写在最后

近年来，我国各省对于3D打印医疗模型都开具了收费项，支持此领域快速发展。

但在监管层面，模型重建还需要建立相应的质量控制标准。其次，如何在保护患者隐私的同时获取足够的医学影像数据用于模型开发，也需慎重考虑。

国内各医疗3D打印企业已经摸索出了许多种先进的商业模式解决这些问题，比如：直供医院、与其他医疗器械供应商合作、联合成立院内应用中心等多种模式，若读者有兴趣，AM易道之后会深度覆盖。

此文分享的3D打印气管模型为医疗培训领域带来了一场变革。

这类模型不仅能精确还原人体器官结构，还能实现各种动态功能，为医生提供前所未有的真实培训体验。

我们有理由相信，除了术前评估和沟通，3D打印医疗模型将在未来的医学教育和临床实践中发挥越来越重要的作用。

正如一位业内专家所言：

「3D打印模型不仅仅是一个简单的培训训练工具，对医学教育的发展有重大意义。它将帮助我们培养出更优秀的医生，最终受益的将是每一位患者。」

（正文内容结束）

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