奧地利Lithoz高精度陶瓷

3D打印技術生產(chǎn)的陶瓷產(chǎn)品在醫(yī)療技術領域中具有巨大潛力，這在許多應用中表現(xiàn)的尤為明顯，本位重點介紹奧地利Lithoz高精度陶瓷3D打印技術在醫(yī)療領域中的應用案例。

多年來，具有生物相容性和生物可吸收性的陶瓷已經(jīng)廣泛應用在創(chuàng)傷治療和整形外科等醫(yī)療領域。氧化鋯、氧化鋁和氮化硅作為高性能陶瓷材料的代表，由于其出色的機械性能，特別適用于生產(chǎn)永久性植入物和醫(yī)療器械。而且，這些材料具有超高的機械強度，耐磨性，低導熱性和導電性以及優(yōu)良的生物相容性等優(yōu)點。醫(yī)療部門不僅需要機械性能特別高的高性能陶瓷，同時也需要具有其他特性的生物可吸收陶瓷。磷酸三鈣和羥基磷灰石屬于可生物再吸收的陶瓷類，由于它們與骨骼的無機成分相似而被于生物可再吸收的植入物的生產(chǎn)。通過在愈合過程中材料的再吸收，可以向細胞提供必要的離子；同時，為細胞向內(nèi)生長創(chuàng)造了空間。理想狀態(tài)下，人造骨骼的降解速度與再生組織的生長一樣快，從而保證在整個愈合過程中保持一定的機械穩(wěn)定性。

通過打印工藝將漿料加工成植入體（陶瓷-聚合物復合材料），將其清潔，脫脂和燒結；隨后，可在獲得最終產(chǎn)品之前完成精加工

除了能夠制作患者特異性部分之外，還可以設計結構以促進甚至激活細胞向內(nèi)生長。為此需要具有確定的幾何形狀和孔徑的互連系統(tǒng)，以適合于相應的細胞。LCM工藝可以實現(xiàn)最小120μm的線材、160μm孔，打印工藝具有高精度和可重復性等優(yōu)點。

CAD模型（左）實際上切割成層（中間），材料通過動態(tài)選擇性曝光（“數(shù)字光處理”，DLP）逐層結構化。

應用案例：

1、心臟起搏器泵

LCM工藝具有合適的材料特性和原型生產(chǎn)的特性，因此維也納科技大學和維也納醫(yī)科大學的研究人員選擇LCM工藝作為心內(nèi)泵的制造方法。研究項目專注于心內(nèi)泵的生產(chǎn)，該心臟泵旨在支持手術（如心臟病發(fā)作）后心臟的抽吸能力，以在關鍵的愈合階段緩解心臟壓力。為該項目選擇的材料是氧化鋁，由于其生物惰性和極低的表面粗糙度，為血液接觸儀器提供了理想的條件。通過無需工具的增材制造工藝，可以在短時間內(nèi)生產(chǎn)和測試許多不同的設計模型。

奧地利Lithoz高精度陶瓷3D打印在醫(yī)療行業(yè)的應用

由高純度氧化鋁制成的心內(nèi)心臟泵的部件（為了更好的可視化，這些部件放大了10倍以上打?。?/span>

2、為患者特制的接骨板

由不同陶瓷材料制成的醫(yī)療部件的選擇

3、用于骨增強的可再吸收植入物

嚴重創(chuàng)傷或腫瘤切除后的骨替換仍然是醫(yī)生的主要挑戰(zhàn)。一方面，需要盡快恢復骨骼的穩(wěn)定性和保護功能，另一方面應實現(xiàn)對身體自身骨細胞的良好愈合和定植。為此目的，使用可生物吸收的陶瓷（如磷酸三鈣），可以制造患者個性化植入物，例如用于嚴重顱腦損傷后的顱骨植入物、用于骨結構的支架、在牙齒脫落后引入牙齒植入物之前的替代物。這是由奧地利組織再生機構、路德維希玻爾茲曼實驗研究所、臨床創(chuàng)傷學/ AUVA聯(lián)合研發(fā)項目。

由磷酸三鈣制成的植入物，用于在插入牙科植入物之前進行頜骨增強

用于治療骨缺損的磷酸三鈣顱骨植入物