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,用來制造醫(yī)療器械,可制造高精度、形狀結(jié)構(gòu)復雜產(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。由于應用在醫(yī)療領域,與普通3D打印材料相比,3D打印醫(yī)用材料除了需要適應3D打印技術需求以外,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)技術打印成型,用來制造人工骨等硬組織,例如顱骨、頜面骨、關節(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)復雜的產(chǎn)品時技術難度高,利用3D打印技術可以彌補這一缺點。

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)必須突破相關技術瓶頸。

新思界行業(yè)分析人士表示,預計到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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