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德國(guó)醫(yī)療器械公司Endocon GmbH已轉(zhuǎn)向增材制造，以改善髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)。該公司利用GE Additive的金屬AM技術(shù) 創(chuàng)造了endoCupcut，這是一種創(chuàng)新的醫(yī)療設(shè)備，使臀杯提取更容易，更具成本效益且更可靠。

在日益老齡化的人口中，有一些問(wèn)題需要加以解決。例如，醫(yī)療專(zhuān)業(yè)人員越來(lái)越需要進(jìn)行髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)。每年在數(shù)十萬(wàn)人身上進(jìn)行的手術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域已變得相當(dāng)普遍，并且通常是安全和直接的。

然而，如果患者發(fā)生任何松動(dòng)，磨損或感染，則移除臀部杯會(huì)給外科醫(yī)生帶來(lái)一系列困難。傳統(tǒng)上，醫(yī)療專(zhuān)業(yè)人員依靠一個(gè)基本的鑿子來(lái)移除臀部杯子 - 正如人們可以想象的那樣 - 帶來(lái)各種各樣的風(fēng)險(xiǎn)：骨骼和組織可能被損壞或者移除可能導(dǎo)致表面不平整新植入物更加困難。

為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，總部位于海德堡的Endocon開(kāi)發(fā)了一種髖臼杯切割器，通過(guò)使其更容易且風(fēng)險(xiǎn)更小，有助于臀部杯移除過(guò)程。至關(guān)重要的是，它還允許外科醫(yī)生大大縮短手術(shù)時(shí)間。

集成3D打印刀片的醫(yī)療設(shè)備是使用GE Additive的Concept Laser DMLM技術(shù)(特別是其Mlab cusing 100R機(jī)器)開(kāi)發(fā)的。刀片設(shè)計(jì)用于沿著髖臼杯的邊緣精確切割，這使外科醫(yī)生能夠在不損害患者骨骼的情況下松開(kāi)和提取需要替換的臀杯。由于endoCupcut的高精度，外科醫(yī)生甚至能夠在移除完成后將相同尺寸的臀杯植入患者體內(nèi)。

可重復(fù)使用的醫(yī)療設(shè)備可配備多達(dá)15個(gè)由不銹鋼制成的3D打印刀片，尺寸范圍為44 mm至72 mm。這意味著根據(jù)患者的不同，外科醫(yī)生可以選擇最有效的刀片尺寸。

通過(guò)使用增材制造來(lái)開(kāi)發(fā)醫(yī)療設(shè)備，Endocon與傳統(tǒng)制造工藝(如鑄造)相比具有許多優(yōu)勢(shì)。首先，3D打印刀片大大加快了生產(chǎn)時(shí)間。雖然投入一批刀片需要長(zhǎng)達(dá)三個(gè)半月的時(shí)間，但該公司能夠在短短三周內(nèi)對(duì)刀片進(jìn)行3D打印。

其次，3D打印刀片的拒收率低于3%，而鑄造刀片的拒絕率高達(dá)30%。這是通過(guò)對(duì)原始鑄造模型進(jìn)行微小改動(dòng)并使用17-4 PH不銹鋼材料來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

“我們還能夠?qū)⒚科~片的成本降低約40%至45%，”Klaus Notarbartolo補(bǔ)充道。“這意味著我們可以為我們的客戶(hù)節(jié)省成本。當(dāng)你把它與減少產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間，更高的效率和更低的廢品率相結(jié)合時(shí)，增材制造的商業(yè)案例真正變得有吸引力。“

在制作endoCupcut設(shè)備時(shí)，Endocon與Weber-KP合作，這是一家專(zhuān)注于金屬AM的3D打印服務(wù)商。據(jù)了解，Weber-KP團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)該過(guò)程的許多方面，從構(gòu)建平臺(tái)上的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和定位，到打印，最后到廣泛的后處理(包括表面精加工，硬化和拋光處理)。

現(xiàn)在，3D打印醫(yī)療設(shè)備已經(jīng)展示出高性能特性，包括良好的耐腐蝕性和硬度水平。也就是說(shuō)，3D打印的刀片在經(jīng)過(guò)1.8 NN后表現(xiàn)出塑性變形，而不是在600 N處開(kāi)裂。就硬度而言，Endocon報(bào)告42 + -2 HRC與使用鑄造的32 HRC相比。

“Endocon通過(guò)增材制造解決多項(xiàng)挑戰(zhàn)的能力是一個(gè)完美的例子，說(shuō)明它如何對(duì)面向整形外科行業(yè)的公司產(chǎn)生積極影響，”GE Additive醫(yī)療業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)經(jīng)理Stephan Zeidler說(shuō)。“在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和各種形狀和尺寸的靈活生產(chǎn)方面需要縮短產(chǎn)品上市時(shí)間的需求導(dǎo)致了一種智能，創(chuàng)新的醫(yī)療產(chǎn)品，可以提高患者的治療效果。將整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程從鑄造轉(zhuǎn)移到增材制造是一個(gè)合乎邏輯的步驟，這種轉(zhuǎn)變將繼續(xù)為未來(lái)的項(xiàng)目提供幫助。“

目前，Endocon的髖關(guān)節(jié)杯移除裝置已經(jīng)由德國(guó)的一些醫(yī)療專(zhuān)業(yè)人員實(shí)施，他們?cè)诳s短手術(shù)時(shí)間方面取得了顯著成果。事實(shí)上，Endocon報(bào)告說(shuō)，使用其3D打印刀片，外科醫(yī)生可以將手術(shù)時(shí)間從一個(gè)半小時(shí)減少到僅僅三分鐘。