3D 打印 + 生物医用材料:解锁个性化精准医疗新时代


来源:深圳市中毅科技有限公司

全球范围内,人口老龄化已是一个不可逆转的趋势。随之而来的是对骨科植入物、心血管支架、牙科修复、个性化手术导板等医疗产品需求的爆炸式增长。传统的标准化医疗器械难以满足每位患者独特的生理结构和高品质的健康生活需求。在这一背景下,3D打印技术与生物医用材料的融合,正开启一场“个性化精准医疗”的革命。


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3D打印,又称增材制造,其区别于传统制造的核心魅力,在于能够基于患者的医学影像数据(如 CT、MRI),快速、精准地制造出与患者解剖结构完全契合的复杂医疗产品。无论是形状不规则的颅颌面骨板,还是内部布满细微通道的组织工程支架,3D打印都能轻松实现。而这一切看似 “神奇” 的制造过程,背后的关键支撑,正是那些性能卓越的3D打印生物医用材料 —— 它们是3D打印医疗产品的 “灵魂墨水”,直接决定了最终产品的安全性、有效性和适用性。


这些高性能的3D打印生物材料,在成为合格的“墨水”之前,其制备过程对均匀性和纯净度的要求达到了极致。这正是中毅的核心价值所在,中毅研发生产的三辊研磨机和真空脱泡机凭借行业领先的技术优势,成为材料制备环节的关键支撑设备。作为深耕精密制造领域的国家高新技术企业,中毅始终以 “材料均匀专家” 为定位,为生物医用材料等高端领域提供专业解决方案。


三辊研磨机的行业应用


在生物医用材料的制备中,为了提升材料的力学性能或赋予其特殊功能,常常需要在基体材料中引入纳米级增强相。例如,为了让水凝胶模拟天然骨骼或软骨的力学强度,会添加纳米羟基磷灰石、生物活性玻璃、碳纳米管、纤维素纳米晶等。但这些纳米颗粒因表面积大、表面能高,极易相互吸引形成微米级的团聚体 —— 这些团聚体堪称材料性能的 “隐形杀手”。


一方面,它们会成为材料内部的应力集中点,导致支架在受力时力学性能大幅下降,甚至可能在使用过程中提前断裂,引发医疗风险;另一方面,在3D打印过程中,团聚体还可能堵塞直径细小的打印喷嘴,导致打印中断或产品出现缺陷。


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中毅 ZYE的精密型陶瓷三辊研磨机展现出卓越的解决方案价值。其通过三个转速不同、紧密贴合的陶瓷辊筒之间产生的巨大剪切力和挤压力,能像 “精密手术刀” 一样,将纳米颗粒团聚体彻底 “撕碎”,分散精度可达到亚微米或纳米级。相较于传统金属辊,中毅 ZYE 采用的陶瓷辊具有高抗腐蚀性、高耐磨性与高强度优势,能确保在处理生物医用材料时的纯度与精度。


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三辊机研磨材料效果


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此外,为了保证3D打印产品的精度和结构强度,生物墨水通常需要含有高浓度的聚合物和填料,这必然导致浆料粘度极高、流动性差,且更容易出现填料团聚现象。中毅三辊研磨机在处理高粘度浆料时展现出强大优势:作为高粘度物料最有效的研磨分散设备,其在高速剪切作用下,不仅能实现填料的均匀分散,还能通过打破部分分子间作用力,在一定程度上降低浆料的表观粘度,改善其流变性,让高粘度浆料更易于通过挤出式3D打印的喷嘴,保证打印过程的连续性和流畅性,避免因浆料流动性不佳导致的打印层间结合不良、结构变形等问题。


真空脱泡机的行业应用


在混合搅拌水凝胶预聚体、交联剂和填料的过程中,空气会不可避免地被卷入浆料内部,形成微米级甚至肉眼可见的气泡。这些气泡若未被清除,会在后续交联固化过程中被“固定”在支架内部,形成随机分布的缺陷孔洞 —— 它们不仅会破坏支架结构的完整性,降低力学性能,还会阻断支架内部的孔道连通性,影响细胞迁移、营养物质输送和代谢废物排出,严重制约组织工程支架的功能实现。


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中毅 ZYE的真空脱泡机正是针对这一问题的专业 “解决方案”。其采用公转 + 自转的离心设计,配合内置真空脱泡装置,可在搅拌过程中同步实现脱泡,整个过程仅需 1-3 分钟,且能有效去除亚微米级气泡,脱泡效果达到业界领先水平。这种非介入式处理方式避免了传统桨叶搅拌对材料的破坏,且无搅拌死角,能确保浆料各部位均达到理想脱泡效果。


均质机混合脱泡效果

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经过中毅真空脱泡机处理的浆料,在交联固化后形成的多孔支架,其孔结构完全是由制备工艺主动设计的、相互贯通的理想孔道 —— 这些孔道的尺寸、分布和连通性都能精准匹配组织再生的需求,为细胞的生长繁殖、营养交换和代谢废物排出提供了最优的微环境,确保组织工程支架能够真正发挥引导组织再生的核心作用。


从全球老龄化催生的医疗需求变革,到3D打印与生物医用材料融合带来的个性化医疗突破,再到中毅三辊研磨机、真空脱泡机对材料质量的极致保障,每一个环节都环环相扣,共同推动着 “个性化精准医疗” 从概念走向现实。未来,随着材料科学、3D打印技术和精密制造设备的持续创新,中毅ZYE将继续以 “平实务本、追求卓越” 的理念,为高端医疗材料制备提供更先进的技术支撑,助力更多贴合人体需求、兼具安全性与有效性的医疗产品不断涌现,为人类健康事业开启更广阔的未来。

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