3D打印材料需要具有熔融再固化的特点,3D打印医用材料还需要具有优良生物相容性,材料性能要求较高,因此现阶段已应用的无机非金属3D打印医用材料种类少
无机非金属3D打印医用材料,是3D打印医用材料的一种。3D打印是快速成型技术,用来制造医疗器械,可制造高精度、形状结构复杂产品,能够降低医疗器械生产难度,提高生产效率。2015年以来,在全球市场中,3D打印医疗需求高速增长,2020年市场规模达到34亿美元左右。在此背景下,无机非金属3D打印医用材料市场需求不断上升。
3D打印技术于20世纪80年代开始商业化发展,经过多年积累,现阶段技术日益成熟,3D打印材料逐渐成为限制3D打印行业发展的重要因素。由于应用在医疗领域,与普通3D打印材料相比,3D打印医用材料除了需要适应3D打印技术需求以外,还需要具有一定的强度、韧性、耐腐蚀性,以及优良的生物相容性,无机非金属材料是常见的3D打印医用材料种类之一。
根据新思界产业研究中心发布的《2021-2025年无机非金属3D打印医用材料行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,无机非金属3D打印医用材料主要有生物陶瓷、生物玻璃、生物碳材料等产品,其中,生物陶瓷又包括氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、羟基磷灰石等。无机非金属3D打印医用材料通常具有硬度高、生物相容性好的特点,可采用选择性激光烧结(SLS)技术打印成型,用来制造人工骨等硬组织,例如颅骨、颌面骨、关节、脊椎等,还可用来制造生物支架。
生物陶瓷是最常用的无机非金属3D打印医用材料,其耐磨性好、化学稳定性优、生物相容性好,可制造植入性医疗器械长期在人体内使用,引发排斥反应概率低。生物陶瓷的高硬度、耐高温、耐腐蚀特性使得其还可以用来制造义齿等口腔材料。生物陶瓷具有脆性大的特点,加工成型难度较大,特别是制造高精度、结构复杂的产品时技术难度高,利用3D打印技术可以弥补这一缺点。
3D打印材料需要具有熔融再固化的特点,3D打印医用材料还需要具有优良生物相容性,材料性能要求较高,因此现阶段已应用的无机非金属3D打印医用材料种类少。同时,我国在高性能无机非金属3D打印医用材料的研发、创新方面实力弱,需求对外依赖度大。3D打印医用材料已经成为限制3D打印医疗行业发展的重要因素,我国无机非金属3D打印医用材料行业必须突破相关技术瓶颈。
新思界行业分析人士表示,预计到2025年,全球3D打印医疗市场规模将达到116亿美元左右,无机非金属3D打印医用材料需求将随之不断增长。2021年,我国“‘十四五’国家重点研发计划‘高端功能与智能材料’重点专项”中提出,要研发对骨组织功能重建具有生物适配功能的高端无机非金属再生修复材料,获得无机非金属3D打印新材料。在国家政策的推动下,我国无机非金属3D打印医用材料行业发展前景广阔。
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