添加制造材料.PDF

翻译样稿 北京华译网翻译公司   添加制造材料 今日的添加制造法让人们能够用种类繁多的材料直接制作出CAD 模型。在 外科应用方面让人感兴趣的最新材料有两类：（1）牢固耐用的塑料，以制作外科 手术器械；（2 ）可植入金属。如今全球各地每天都在使用以牢固耐用的塑料制成 的一次性手术器械。在全膝关节置换术以及用虚拟手术方案技术来进行的下颌骨 重建这类手术中，这些器械应用广泛。在提供耐用塑料零件方面发挥了重要作用 的主要技术是激光烧结（或称选择性激光烧结）以及立体光刻。这些材料之所以 有用，关键原因之一是它们在手术期间限于体内使用时具有生物相容性，而且可 以经过消毒后用于无菌区域，包括与患者体液和组织的接触。投入这一用途的所 有材料都必须按照关于材料生物相容性的ISO10993 标准中的某部分而经过测试。 用添加制造法生产的可植入金属仅在大约五年前才开始可供使用，这代表着 该行业的一次重大进步。如今人们不仅可以用间接方式对植入物原型进行仿制， 或是创建模子来制作植入物，而且还能直接产出以可植入金属制成的植入物。有 少数公司制作能够直接产出可植入金属零件的添加制造设备，包括钛、钛合金、 钴铬合金以及其它金属。如果这些零件能够通过外科植入物材料标准（美国材料 实验协会和国际标准组织都有许多这方面的标准）的认证，那么这些材料就有可 能用在人体中。在欧洲，用ElectroOpticalSystems 公司的直接金属激光烧结工艺 （ ）以及ArcamAB 集团的电子射束熔化工艺（EBM ； ） 生产的零件都获得了欧盟销售标识（CE ）。其中意大利骨科医疗公司 LimaOrthopaedics 提供的髋臼杯系统就已经在过去三年间临床应用于（也就是植 入）一万五千多名患者（Marin 等人，2010 年）。这在施行的髋关节置换手术中 还只占一小部分——全球2010 年的髋关节置换手术是一百四十万次，但对于添 加制造业而言，这一数字已经不容小觑了。在将这种新技术作为主流制造技术而 加以采纳方面，美国市场比较缓慢，但在去年，至少有四台用添加制造法生产的、 涉及脊椎和髋关节重建所用金属植入物的装置获得了美国食品与医药管理局的 批准。已知获批装置针对的全都是以电子射束熔化工艺生产的植入物。此外还出 现了好些定制植入物的概念，包括沃特·里德陆军医疗中心和全国海军医疗中心 为大面积脑颅缺损的战争老兵进行的重建工作。这些脑颅重建工作要生产定制有 翻译样稿 北京华译网翻译公司 翻译样稿 北京华译网翻译公司 孔钛植入物，配集成的固定件，以便用标准钛制螺钉来固定到周围的颅骨上。 虚拟手术方案 由于医疗成像有了更简便的途径，随之便产生了在CAD 环境中为下一步手 术制定虚拟方案的全新医学领域，也就是在手术之前让外科医生能够针对患者的 膝关节（图2 ）、髋骨或颌骨制定图像方案，以便优化手术方案，并创建定制器 械来帮助精准地引导这一方案成为现实。这听起来象是科幻，但今日全球各地每 年都有数千名患者都在接收这种“定制”治疗（Davis 等人，2010 年；Hirsch 等人， 2009 年）。 从本文作者看来，这方面主要的进步是将手术方案软件与在线协作环境相结 合，比如WebEx 和GoToMeeting 广受欢迎的产物。当今制定虚拟手术方案有两 种方法（另外还有许多方法尚在两可之间）。第一种是“离线法”，外科医生用这 种方法向服务公司发送他患者的医疗影像以及附有详细说明的订单，然后等待批 准手术方案。拟定手术方案的是一支工程团队，它要用到外科医生提供的资料， 并结合自己经过实践证明的、针对处理特定手术情形的工作流。第二种方法需要 外科医生向服务公司发送医疗影像以及同样详细的说明。不同之处在于手术过程 的设计是由外科医生与工程团队通过互联网召开网络会议来协同、实时地拟出 （“实时”法）。如果拟定的是全膝关节置换术的方案，那么这两种方法拟定出的 方案都要说明如何施行手术，骨头创口位于何处，要移动或取出哪根骨头，以及 要将假体植入到何处。在拟定了手术方案后，还可以根据