Die Gesamthöhe eines in der Glaukomchirurgie verwendeten Drainagenagels beträgt nur 2,5 mm und der Durchmesser der Feder beträgt nur 20 μm (Mikrometer). Was ist das Konzept dieser Präzision?
Um eine einfache Umrechnung vorzunehmen: Der Durchmesser eines erwachsenen Haares liegt zwischen 50-60 μm, während die im „Augendorn“ verwendete Feder nur 1/3 der Dicke eines Haares entspricht. Wenn medizinische Geräte so klein sind, dass sie nur unter dem Mikroskop sichtbar sind, kommt der hochpräzise 3D-Druck ins Spiel.
Wenn die 3D-Drucktechnologie aus dem Labor in die Industrie Einzug hält und in den Bereichen Dentalanwendungen, Zellkultur, Arzneimittelabgabe, Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen glänzt, sind die höheren Anforderungen an die Präzision zu einer der Entwicklungsrichtungen dieser Technologie geworden. Nehmen wir auch den Drainagenagel als Beispiel: Wenn zur Herstellung dieses „Dorns im Auge“ 3D-Drucker mit 50 μm, 30 μm und 10 μm verwendet werden, gilt: Je höher die Genauigkeit, desto besser die Qualität und Glätte des Drainagenagels.
Welche Überraschungen wird uns die 3D-Drucktechnologie im medizinischen Bereich bringen, wenn die Genauigkeit weiter verbessert wird?
Aus dem Niemandsland
In den letzten 40 Jahren wurde die 3D-Drucktechnologie in vielen medizinischen Bereichen eingesetzt.
Im Jahr 2015 genehmigte die FDA die Listung des ersten 3D-gedruckten Antiepileptikums „Levetiracetam Instant Tablets“. Im Jahr 2016 nutzte die Harvard University die 3D-Drucktechnologie, um die proximalen Tubuli der menschlichen Niere herzustellen. Im Jahr 2019 nutzten israelische Wissenschaftler die 3D-Technologie, um das weltweit erste „künstliche Herz“ herzustellen.
Bild
Nicht nur auf das Labor beschränkt, auch 3D-Druck und Industrie sind in den letzten Jahren stärker verzahnt.
Auf dem jüngsten BMF · 2023 Innovation Power Forum, das gemeinsam von BMF, Lianjie Innovation und Lianjie Qichen Capital organisiert wurde, stellte Lu Junhui, Direktor der Terminalgeschäftsabteilung von BMF, vor, dass der 3D-Druckmarkt in jüngster Zeit einen Wandel von der wissenschaftlichen Forschung durchgemacht hat Jahre. Der Markt bewegt sich allmählich in Richtung eines iterativen Prozesses der industriellen Forschung und Entwicklung. Der nächste Schritt sollte darin bestehen, technische Beschränkungen zu überwinden und die Massenproduktion von Endprodukten zu realisieren. Gemessen an der Anwendung der MMF-eigenen Produkte sind Dentalveneers und Bioreaktoren die beiden Bereiche mit den schnellsten Fortschritten bei der häuslichen Anwendung.
Bei Dentalveneers handelt es sich um eine Technologie zur Zahnaufhellung und -restaurierung, bei der eine Materialschicht ähnlich der normalen Zahnfarbe auf die Oberfläche verfärbter oder defekter Zähne geklebt wird, um eine Aufhellungs- oder Reparaturwirkung zu erzielen. Xing Yuxiang, Marketingleiter von Mofang Precision, sagte dem Reporter der „China Times“, dass die Dicke des mit traditionellen Techniken hergestellten Zahnfurniermaterials mindestens 400 μm betrage und es für Benutzer nicht gut sei, es direkt auf den Zähnen zu verwenden. Daher ist es notwendig, zunächst die Zähne des Anwenders zu beschleifen. Dieser Eingriff kann den Zahnnerv beeinträchtigen. Durch den Einsatz der hochpräzisen 3D-Drucktechnologie kann die Dicke von Zahnveneers auf etwa 60 μm gesteuert werden, was der Dicke einer Haarsträhne ähnelt, um so das Zähneknirschen zu ermöglichen und die Schmerzen der Patienten sowie die Schwierigkeit der Operation zu reduzieren für Ärzte.
Verglichen mit der Entfernung zwischen der Zahnmedizin und der breiten Öffentlichkeit sind Bioreaktoren im täglichen Leben nicht alltäglich und werden hauptsächlich in der In-vitro-Kultur menschlicher Gewebe verwendet, bei der es sich um die von Fachleuten häufig erwähnte Organoidkultur handelt. Lu Junhui erwähnte, dass das Aufkommen der hochpräzisen 3D-Drucktechnologie die Branche dazu veranlasst, das ursprüngliche Produktdesign- und Produktionsdenken zu durchbrechen.
Beispielsweise hat eine gezielte Arzneimittelgießerei in Japan das 3D-Drucksystem von Mofang Precision zur Herstellung von Zellkulturgerüsten und Mikronadeln für die Abgabe von Tumormedikamenten eingeführt. Der 3D-Druck bietet Vorteile, die herkömmliche Verfahren bei der Herstellung interner Strukturen, sehr kleiner Strömungskanäle oder dichter Lochanordnungen und extrem dünner Wände nicht bieten.
Wenn medizinische Geräte in Richtung höherer Präzision erforscht werden, gibt es mehr Optionen in Bezug auf Materialien und Leistung. Die Integration fortschrittlicher Technologie und Industrie verleiht dem Wort Innovation auch eine neue Fußnote.
Die Dornen und Blüten der verwurzelten Industrie
Welche internen und externen Faktoren hindern die 3D-Technologie auf dem Weg zur weiteren Entwicklung daran, sich in der Branche durchzusetzen?
Je nach Material lässt sich die 3D-Technologie einfach in zwei Schulen einteilen: den Metalldruckweg und den Nichtmetalldruckweg. Derzeit verfolgen alle inländischen börsennotierten 3D-Technologieunternehmen BLT und Farsoon Hi-Tech den Weg des Metall-3D-Drucks. Fang Precision ist das erste 3D-Technologieunternehmen, das nicht auf Metalldruck basiert und sich auf den Börsengang vorbereitet. Lu Junhui sagte, dass aus technischer Sicht, nachdem die Ausrüstung, Systeme und Dienstleistungen eines Unternehmens ausgereift sind, das Ausmaß der internen Einschränkungen letztendlich eine Frage der Materialien sei. Derzeit hat MPF große Anstrengungen unternommen, um von Harz auf Keramik umzusteigen, da Keramik sehr vielversprechend ist. Endmarkt.
Als es darum ging, den Einsatz der 3D-Drucktechnologie in der Branche einzuschränken, sagten sowohl Praktiker als auch Brancheninvestoren, dass das Verständnis und die Akzeptanz dieser Technologie in der Branche der wichtigste Einflussfaktor seien.
„Nehmen wir die Kunden unseres Unternehmens als Beispiel: Die meisten inländischen Käufer von MMF-Präzisions-3D-Druckgeräten sind universitäre Forschungslabore für Spitzenforschung, während ausländische Unternehmen sowohl große als auch kleine Unternehmen und sogar eine große Anzahl kleiner und mittlerer Unternehmen haben. große Unternehmen", sagte Xing Yu Xiang. Seiner Ansicht nach hängt dieser Unterschied in der Nutzung nicht nur vom Preis ab, sondern auch davon, dass das langfristige Vertrauen des Marktes in die 3D-Drucktechnologie noch nicht aufgebaut ist.
Welche Marktchancen gibt es für den 3D-Druck, wenn die Anwendung in der Branche noch nicht das entsprechende Leistungsniveau erreicht hat?
Heutzutage werden viele Geräteteile immer mehr miniaturisiert, und es ist schwierig, mit herkömmlichen Techniken die Form zu öffnen und zu spritzen. Genau hier bietet sich der 3D-Drucktechnologie noch eine Chance.
Darüber hinaus vertieft sich mit dem Aufstieg inländischer Marken auf dem Medizingerätemarkt der Grad der inländischen Substitution, und die Umstrukturierungsphase steht vor der Tür, und der 3D-Druck könnte dabei eine wichtige Rolle spielen.
