2020.24科学技术创新3D 打印在医学中的应用及其发展前景
张慧梅冯淑莹（等同第一作者）
（国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心材料工程发明审查部，广东广州510530）
3D 打印技术作为具有前沿性、先导性的新兴技术，正在促
使传统工业技术和传统生产工艺发生深刻变革。
本文在介绍3D 打印技术概念，综合分析了3D 打印技术的在医学方面的应用现状，并进一步阐述了3D 技术发展的前景。
13D 打印概述
3D 打印技术是快速成型技术的一种。在3D 打印中其分层逐步加工过程较之传统喷墨打印，其优势在于三方面：第一，可
对大部分的材料，如金属、陶瓷、树脂、纤维、
食材、混凝土等进行打印成型。第二，它采用分层加工和层层累加的方式来制造产品，在具体生产实践过
程中不会产生废料或者产生极少废
料，大幅度降低原材料使用量。第三，3D 打印具备的精准化、
个性化、远程化等特征和一次成型的产品制造模式，能满足定制化的需求。3D 打印突出的优势非常符合医学领域需求，所以引
起了生物医学领域越来越多的关注[1，2]
。
23D 打印在医疗方面的应用
2.13D 打印在脊柱外科临床上的应用脊柱损伤病变为现代人的常见病变，脊柱的解剖学结构和其周围神经血管毗邻关系均较为复杂，使得脊柱手术难度非常
大，成为制约手术成功率的一大因素[3]
。3D 打印技术脊柱外科临床方面的应用包括被引入到脊柱外科手术中作为手术辅助以
及个性化植入物方面的应用。在手术辅助方面，在骨折、
肿瘤手术中，3D 打印技术可以“克隆”出1∶1的实物病理模型，医生可通过该病理模型进行模拟手术，选择特定的方案，精确手术，对复杂又有难度的手术进行术前评估，降低手术的不确定性[4，5]
。脊柱畸变的，可对脊柱畸变处进行CT 扫描，然后进行三维重建，将得到的三维数据输入3D 成型仪器中，打印出仿真模型模拟手术，最后确定椎弓根最适的置入位置和角度[6]。个性化植入方面，3D 打印可为病人量身定制植入物，做到精确匹配，满足不同病人的个性化需求，且3D 打印制体的时间较
短。3D 打印个性化定制椎间融合器植入物、
人工脊柱、微孔钛假体能够更加适应，与损坏椎间隙的匹配十分完美，病人术后恢
复良好，生活工作不受影响[7]
。
2.23D 打印技术在康复医学中的应用
随着3D 打印技术和数字医疗技术的融合发展，3D 打印逐渐融入到了康复医学中，康复医学对于3D 打印的依赖性越来越高。主要应用在如下几方面：第一，矫形器的个性化设计和制造成为了可能。可通过3D 打印个性化手指矫形器、前臂骨折矫
形器、腕部矫形器、踝足矫形器等，通过有限元分析方法建模，
实现对上肢矫形器的精确打印。可通过有限元分析、
拓扑结构优化等技术辅助3D 打印技术，降低了材料成本，克服了影响临
床应用的障碍[8，9]
。第二，在假肢的3D 打印方面，目前3D 打印制作前臂索控假肢，通过屈曲肘关节实现假手的闭合，伸直肘关
节实现假手的打开，实现了假手的基本抓握功能[10]
。还有一些公司能够对外提供定制化假肢的制造服务，3D 打印的假肢不仅具有个性化，还具有轻巧、耐用、美观等优点。第三，可以通过3D 打印技术打印残疾人生活辅助器具，利用3D 打印技术打印轮椅推杆和助听器，也能够实现针对不同的残疾人的需要，精确定制其所需的辅助器具。第四，在医学教学中的应用，通过3D 打印技术制造逼真的医学模型，还可呈现一些少见的病理解剖
或正常变异形象[8]
3d打印未来发展方向，有利于康复专业学生更好理解人体解剖结构。
2.33D 打印技术在口腔医学领域的应用
3D 打印技术在口腔修复领域中的应用主要是在可摘义齿、口腔种植体和矫治器方面。作为替代CNC 加工技术制造义齿
金属内冠，利用数字化口腔模型扫描、计算机辅助设计（CAD ）、
计算机辅助制造（CAM ）与3D 打印技术相结合。能够精确的打印出义齿，人工不需要做过多的判断和考虑，金属内冠的精度
得到保障，使患者能够拥有一颗高度定制的、
舒适的烤瓷牙。隐形透明矫治器多采用SLA 技术、DLP 技术，3D 打印技术能够实现不同矫正阶段牙齿模型的批量定制化生产。3D 打印口腔种植体重塑患者原来的牙齿，省去预备植牙孔、植入骨粉等步骤，不仅可以避免种植手术造成的反复创伤，还可大幅缩短周期。由此可见，3D 打印技术在口腔医疗领域的应用，不仅可以提高患者手术过程的舒适度，减轻患者的心理负担，还能实现患者微创、精准、快速、即刻戴牙等需求。但如何优化软件效率从而提高自动化程度，以及如何优化设计从而减少实际打印的难度和成本，是需要解决的问题。
33D 打印的局限性与未来展望
3D 打印目前还有一些局限性，因其制造成本篇高、
准备周期较长、材料来源有限，此外，模型质量精度有待提高，临床上3D 打印植入也存在定位不当等问题，这些都是当下待解决的问题[11]。未来的3D 打印有望能够打印出更高度仿真的模型，即把需要打印部位周围的软组织也打印出来，在视觉、触觉上更接近活体组织。打印出的假肢不仅是在人体结构上的模作者简介：张慧梅（1986-），女，内蒙古呼和浩特人，国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心材料工程发明审查部，审
查员，助理研究员。冯淑莹（1985-），女，广东省广州市人，
国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心材料工程发明审查部，审查员，助理研究员。（注：两个作者对本文贡献相同属于等同第一作者）
。（转下页）
摘要：介绍3D 打印技术概念，
综合分析了3D 打印技术的在医学方面的应用现状，并进一步阐述了3D 技术发展的前景。关键词：3D 打印；医学；展望中图分类号：R81，R445文献标识码：A 文章编号：2096-4390（2020）24-0183-02183--
科学技术创新2020.24
（转下页）
拟，还能做到在功能上的模拟。随着一些3D 打印相关专利期届
满，这些技术逐渐公开透明化，会有更多的医学领域会引入3D 技术，无论在设计方面还是在生产方面，材料和机械成本也将降低，可以预期，3D 打印在医学领域的研究和应用会越来越广。
参考文献
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基于绿环保视角下的化工技术研究
柳浏
（河北汉唐宏远环保科技有限公司，河北邢台055550）
伴随着化工业的不断发展，环境污染逐渐由过去的区域性问题成为全球性问题。近年来，化学工业产生的污染不断的破坏着人们赖以生存的环境，为环境增添了许多的负担。而想要从根本上减少化学工业对环境产生的污染，则需要将化学生产过程中的能源消耗降低，增加对绿化学技术在生产中的应用。
1绿环保化工技术的应用优势
1.1节能环保。国家越来越重视环保节能，尤其是化工生产领
域，对化工的制造提出更高的环保要求。
绿环保化工技术正是适应了这一需求而产生，该技术生产出的产品无毒无污染，不仅能保护生产环境，对于工作人员的身体安全也具有更大的保障。绿环保技术在应用时，能够设计出安全环保的化学反应，相比于传统的生产工艺模式，该技术将原有的生产路线转化为更加环保清洁的工艺，有效减少生产过程中产生的污染物质，从源头上降低污染，保证化工产业的良性可持续发展。
1.2效率高，且经济。传统工艺生产中的化学原料有很强的有害性和毒性，对人体以及环境的危害非常大，而绿环保化工采用的是绿能源以及环保工艺，能够充分利用太阳能及风能等绿
可再生能源代替不可再生的矿物能源。除此之外，环保生产技术能
够减少化工生产中的副反应，不仅提高了原料的实际转化率，加快生产效能，而且还极大的降低了耗能，减少了对资源的不必要消耗浪费，获得更多的经济利益，使生产出的产品性价比达到最大化，确保了化工生产中社会效益与经济效益的双丰收。
1.3提高化工企业国际竞争力。随着经济全球化进程的不断深入，各化工企业已经不能仅仅满足于国内的市场发展，而是要放眼国际，在国际化工市场中也要占有一席之地。那么化工企业如何才能够在国际市
场中占有更大的竞争优势，许多发达国家已经用自身经历证实，绿环保的项目才能具有更高的效益，带来更大的优势。绿环保化工项目能够极大的降低生产成本，增加摘要：随着消费需求的不断的增长，随之引发的问题也越来越多，比如能源浪费问题，
使得周围环境受到了很大程度上污染。尤其化工企业生产过程中，环境污染、能耗降低等问题比较常见。因此，
有关部门应当注重对环境加以保护，提高对于绿环保化工技术的重视程度，将绿环保理念和化工技术相结合，实现良好的绿环保化工技术应用效果。以某集团为例，围绕钒钛系脱销催化剂再生技术进行探究，并提出一些强化绿化工环保的对策。
关键词：绿环保；化工；
技术；探讨中图分类号：TQ02，X322文献标识码：A 文章编号：2096-4390（2020）24-0184-02184--

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