3D打印材料需要具有熔融再固化的特點,3D打印醫(yī)用材料還需要具有優(yōu)良生物相容性,材料性能要求較高,因此現(xiàn)階段已應(yīng)用的無機非金屬3D打印醫(yī)用材料種類少

無機非金屬3D打印醫(yī)用材料,是3D打印醫(yī)用材料的一種。3D打印是快速成型技術(shù),用來制造醫(yī)療器械,可制造高精度、形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜產(chǎn)品,能夠降低醫(yī)療器械生產(chǎn)難度,提高生產(chǎn)效率。2015年以來,在全球市場中,3D打印醫(yī)療需求高速增長,2020年市場規(guī)模達到34億美元左右。在此背景下,無機非金屬3D打印醫(yī)用材料市場需求不斷上升。

3D打印技術(shù)于20世紀80年代開始商業(yè)化發(fā)展,經(jīng)過多年積累,現(xiàn)階段技術(shù)日益成熟,3D打印材料逐漸成為限制3D打印行業(yè)發(fā)展的重要因素。由于應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域,與普通3D打印材料相比,3D打印醫(yī)用材料除了需要適應(yīng)3D打印技術(shù)需求以外,還需要具有一定的強度、韌性、耐腐蝕性,以及優(yōu)良的生物相容性,無機非金屬材料是常見的3D打印醫(yī)用材料種類之一。

根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2021-2025年無機非金屬3D打印醫(yī)用材料行業(yè)深度市場調(diào)研及投資策略建議報告》顯示,無機非金屬3D打印醫(yī)用材料主要有生物陶瓷、生物玻璃、生物碳材料等產(chǎn)品,其中,生物陶瓷又包括氮化硅陶瓷、氧化鋁陶瓷、羥基磷灰石等。無機非金屬3D打印醫(yī)用材料通常具有硬度高、生物相容性好的特點,可采用選擇性激光燒結(jié)(SLS)技術(shù)打印成型,用來制造人工骨等硬組織,例如顱骨、頜面骨、關(guān)節(jié)、脊椎等,還可用來制造生物支架。

生物陶瓷是最常用的無機非金屬3D打印醫(yī)用材料,其耐磨性好、化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)、生物相容性好,可制造植入性醫(yī)療器械長期在人體內(nèi)使用,引發(fā)排斥反應(yīng)概率低。生物陶瓷的高硬度、耐高溫、耐腐蝕特性使得其還可以用來制造義齒等口腔材料。生物陶瓷具有脆性大的特點,加工成型難度較大,特別是制造高精度、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品時技術(shù)難度高,利用3D打印技術(shù)可以彌補這一缺點。

3D打印材料需要具有熔融再固化的特點,3D打印醫(yī)用材料還需要具有優(yōu)良生物相容性,材料性能要求較高,因此現(xiàn)階段已應(yīng)用的無機非金屬3D打印醫(yī)用材料種類少。同時,我國在高性能無機非金屬3D打印醫(yī)用材料的研發(fā)、創(chuàng)新方面實力弱,需求對外依賴度大。3D打印醫(yī)用材料已經(jīng)成為限制3D打印醫(yī)療行業(yè)發(fā)展的重要因素,我國無機非金屬3D打印醫(yī)用材料行業(yè)必須突破相關(guān)技術(shù)瓶頸。

新思界行業(yè)分析人士表示,預(yù)計到2025年,全球3D打印醫(yī)療市場規(guī)模將達到116億美元左右,無機非金屬3D打印醫(yī)用材料需求將隨之不斷增長。2021年,我國“‘十四五’國家重點研發(fā)計劃‘高端功能與智能材料’重點專項”中提出,要研發(fā)對骨組織功能重建具有生物適配功能的高端無機非金屬再生修復(fù)材料,獲得無機非金屬3D打印新材料。在國家政策的推動下,我國無機非金屬3D打印醫(yī)用材料行業(yè)發(fā)展前景廣闊。

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