90 分鐘內列印整個脊椎:聖路易斯兒童醫院使用 Form 4BL 解剖模型

在醫療現場進行 3D 列印需要快速處理大型部件,而 3D 列印機必須能跟上需求。在美國密蘇裡州聖路易斯兒童醫院,3D 列印工程師 Brian Albers 使用 Formlabs 列印機對骨科和顱顏面病例(包括預先彎曲鈦板)進行 3D 列印解剖模型和手術導板。 

由於臨床需求的不可預測性,Albers 表示:「我們必須確保擁有良好的流程,這樣我們才能應對每一個到來的病例。」臨床需求包括緊急的列印工作、大型解剖模型,以及具有精細細節的部件,其中一些需要可在手術室中進行滅菌處理。


「我們非常依賴 Formlabs 列印機。它不僅在節省成本方面表現優異,還能提供快速且高效的列印流程。我們能以極少的手動清潔時間快速製作解剖模型。就在上個月,我們幾乎將實驗室成立以來每月產出的模型數量翻倍。」—— Brian Albers,3D 列印工程師,聖路易斯兒童醫院


Albers 使用多種 3D 列印機,包括 Form 3L 光固化 (SLA) 列印機、Form 3BL 用於生物相容性列印的設備、三台 Form 3B、一台 Form Auto,以及一台 Fuse 1 選擇性雷射燒結 (SLS) 列印機。隨著 Form 4BL 提供的更快速度和更大產能,他能更好地應對臨時需求,並比以往節省更多時間。

使用 Form 4BL 解決大型臨時病例


Brian Albers 對 Form 4BL 的高速列印表現讚嘆不已。他表示:「Form 4BL 的列印速度令人震撼。我們能夠處理那些原本無法在有限時間內完成的病例,而且設備運行非常穩定。有一次,我準備了一個列印文件,看到預估時間只有 1 小時 26 分鐘,我甚至以為系統出了問題。直到列印完成,我才相信這是真的。」


▲Form 4BL 的高速列印讓 Brian Albers 能夠迅速應對緊急且臨時的病例。

一般來說,解剖模型的訂單需要兩週的完成週期,包括讓放射科醫師審核並批准掃描結果,以及預留一些時間以備需要重新列印。然而,在收到 Form 4BL 的第一週內,Albers 就遇到了一個緊急病例:手術前兩天需要完成一個模型,而該模型通常需要 20 小時才能列印完成。


「使用我們其他的 3D 列印技術,製作這樣一個脊椎解剖模型需要 20 小時,這使得在手術規劃前完成幾乎不可能。但是使用 Form 4BL 和 Fast Model Resin,我們僅用了 1.5 小時就完成了列印,並在當天交付。如果沒有這樣的速度,我們無法及時應對這個病例。」Albers表示。


自那次後,實驗室又接到了更多緊急病例,包括一次未計劃的脊椎手術干預。在假期週末即將到來的情況下,模型必須在次日完成。由於模型的尺寸較大,有些成年患者的脊椎模型需要分成三個或更多零件,並在多台列印機上同時製作以縮短列印時間。然而,Form 4BL 的大尺寸列印能力和 Fast Model Resin 的高速性能讓 Albers 能夠僅用一次列印批次完成該脊椎模型的兩個零件,整個過程耗時不到兩小時,確保模型能在次日準時交付。

Form 4BL 的高效性能讓聖路易斯兒童醫院在面對緊急需求時擁有更強的應對能力,並顯著縮短了交付時間。

堅固且細節精緻的部件

在涉及脂肪移植的乳房切除重建手術中,DIEP(深下腹動脈穿通枝皮瓣)手術需要快速反應,因為手術的時間表通常會有所變動。這些解剖模型描繪了腹部的結構,特別是為皮下脂肪供血的血管位置,幫助外科醫生規劃如何提取脂肪進行乳房重建。如果在提取的脂肪中包含血管,成功的可能性會大大提高。

這類模型需要精確再現極為微小的細節。Brian Albers 表示:「Form 4BL 在處理這些 DIEP 皮瓣模型上的微小細節,以及大尺寸零件的列印表現同樣出色。事實上,除了使用 Formlabs 的 SLA 技術,幾乎沒有其他方式能夠達到我們的要求。而 PolyJet 技術雖然精細,但清理支撐時非常脆弱且成本昂貴。

BioMed Clear Resin 是一種可用於生物相容性應用的材料,並且可以滅菌,允許用該材料列印的模型進入手術室供參考。而在術前使用的模型中,Rigid 4000 Resin 和 Fast Model Resin 是理想選擇。其中,Fast Model Resin 作為 Formlabs 最快速列印的樹脂,特別適合應對緊急病例。

這些模型的表面光潔度至關重要,特別是那些需要滅菌的模型。表面過於鋒利可能會損壞手套,而 Form 4BL 提供的光滑表面和輕觸式支撐設計,不僅便於拆除,還能減少模型後處理的時間。此外,Formlabs 的 PreForm 軟體讓 Albers 能夠自定義支撐設置,並保存這些設置以便未來快速應用於其他模型。

快速且具成本效益的大型零件交付


Albers 使用 Form 4BL 列印大型解剖模型,例如脊椎。他發現使用 Form 4BL 生產零件比使用競爭 3D 列印機生產零件更便宜。

像髖骨和成年脊椎這樣的大型解剖模型,過去在 Formlabs 桌上型 3D 列印機上需要分成多個部分來列印。Albers 一直使用 Form Auto,讓多個部分可以排程在晚上列印,並於早上組裝完成。然而,藉助 Form 4BL 的更大列印體積與更快速度,他現在可以將整個髖骨或脊椎的所有部分一次列印完成,大幅減少列印批次所需時間,通常也不再需要整夜列印。

除了縮短大型零件的交付時間,Albers 還發現,相較於其他競爭產品,使用 Form 4BL 列印成本更低。


「以脊椎模型為例,我們過去使用 PolyJet 技術列印,每次需要約 1600 美元的樹脂成本。而使用 Formlabs 技術後,每個脊椎模型的材料成本降低到僅約 80 美元。」—— Brian Albers,3D 列印工程師,聖路易斯兒童醫院。


僅材料成本就節省了 20 倍,從而實現了大型零件的經濟高效生產。

臨床現場的大型列印


「我們將 Form 4BL 推至極限,但它從未失敗過一次列印。在高壓情況下的可靠性令人驚嘆。」—— Brian Albers,3D 列印工程師,聖路易斯兒童醫院。


Form 4BL 的大列印體積與超高速性能,不僅讓 Albers 能夠處理大型的緊急列印任務,還能同時列印多個小型模型。藉由 Form 4BL,Albers 能有效整合列印工作,實現白天專屬列印,不再需要排程夜間作業。

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