假肢已经打印多年了。因此，当全球危机来袭时，增材制造准备迅速为救生设备做出贡献。
Jean Thilmany，高级编辑
在大流行早期，工程师迅速设计和印刷的医疗保护齿轮和呼吸器阀门。该反应证明了该技术在医疗领域中可能具有的救生潜力。但是，该领域的许多人已经知道潜在的3D印刷必须提高患者的生活质量。多年来，通过在层中沉积材料来创建3D对象的方法已被用于定制假肢。
虽然许多打印医疗设备仍在研究中，但大约20年前佩戴过早期3d打印假肢的患者认识到，增材制造在这么短的时间内为医疗保健行业带来了多大的发展。科学家们甚至建立了一个新的领域——3d生物打印——从人工虹膜到人工心脏，再到定制药品的打印，无所不包。
但是生物打印离不开计算机辅助设计。一个医疗设备的CAD模型——无论是假腿还是呼吸面罩——在物理原型出现之前就存在了，在其他制造过程中也是如此。在所有类型的制造中，工程师在创建实体原型之前要多次重新设计和分析模型。
用于增材制造的CAD文件指示打印机在特定位置放置多少材料，而不是将指令输入数控机床。
这种精度和3D打印机可以使用的材料范围，甚至是活体组织，推动了所有类别的医学研究。
例如，西北大学的医生们在6月份宣布，他们使用了志愿者的虹膜图像，Photoshop和AutoCAD软件来制作假虹膜。这是为患有无虹膜症的人准备的，这是一种出生时没有虹膜的罕见疾病。虹膜控制瞳孔对光线的反应，所以假虹膜可以帮助佩戴者在各种光线条件下看得更好。
与此同时，延世大学的研究人员报告了他们通过测绘、设计和打印技术，3d打印化妆品、义眼的工作。该论文发表在2021年2月的《韩国眼科》杂志上。
这些研究是3D打印首次医疗用途之一的延伸，创建定制的人造肢体。当该技术仍然是新的，医生发现添加剂制造业创造了比传统方法更好的拟合，更轻，更强烈，更灵活的假肢;并且在更短的时间内。
印刷的肢体可以通过使用像计算机辅助层析成像的成像系统密切地定制到佩戴者，这恰好映射患者的身体，通常是腿的剩余树桩，人造肢体将附着在那里。CAT扫描被发送到CAD系统，在那里它们转换为身体的数字模型。然后，工程师可以创造一个完全适合身体形状的假体模型。
当CAD模型完成后，软件将指令发送到3D打印机，3D打印机通过一层一层的材料，如塑料或金属，将定制的假肢打印出来。
结果对患者，较轻的假肢，较轻的假期来说，这是一个更加实惠的设备，例如Massachusetts理工学院的生物金工学院董事等研究人员。
十年前打印的假肢——甚至现在也打印了一些——看起来更像传统制造的义肢，是用铝或钛压铸的。由于该设备的活动范围有限，佩戴这种标准假肢的患者可能会行动笨拙。赫尔说，戴这种眼镜的人可能在走路、跑步和拿东西方面有困难。
今天的肌电义肢配备了机器人和传感器技术，所以它们的动作与人的手或脚非常相似。赫尔说，通过更自然的运动，佩戴者将更容易走路、跑步或拾起和携带物体，这些动作在今天可能会有些笨拙，因为假肢的运动受限。
用今天的说法，这就是“仿生肢体”，之所以这么说，是因为它们的功能比早期的3d打印肢体要强大得多。
赫尔的工作对仿生四肢起到了帮助作用。但他想进一步拓展这一领域。他正在帮助制造“生物混合”假肢，与佩戴它们的人和谐工作。
他的使命也是个人的。赫尔队在1982年在新罕布什尔州的白山上攀岩时丢了冻伤。他仍然爬上攀岩。事实上，赫尔说他用他最近开发的腿更好地爬上了他在事故前他做的。他预计假肢的未来进展，以帮助他爬得更加速度和敏捷性。
此外，在不久的将来，佩戴者可能会很好地控制假肢，就像大多数人控制自己的自然手臂和腿一样;没有一个想法。或者更确切地说，是一种潜意识的想法。例如，约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University)的研究人员正在研究控制假肢运动的脑-机接口，其中包括触觉。
Herr说，添加剂制造将跟上这些进步。
医学印刷大流行
印刷的假肢肢体展示了3D打印在医疗保健的地方。谢天谢地;由于2020年，证明添加剂制造可以挽救生命。
当研究人员Aamir Nazir表示，当Covid-19流行性冻结传统的供应链，开源CAD系统和3D打印机能够将设备掌握在医疗和检测设备和防护装备中的医疗保健提供者手中。the National Taiwan University of Science and Technology’s High-Speed 3D Printing Research Center. He and fellow researchers studied the rise of the rise of 3D printing and smart CAD during the shutdown, publishing their findings in the October 2021 Journal of Manufacturing Systems.
纳粹说：“当锁定开始才能获得认真时，”它变得显而易见，传统的制造和供应技术不起作用，“纳粹表示。
他说:“这就产生了对地理分散、小型和快速制造单元以及智能计算机辅助设计设施的需求。”
在此期间打印的医疗设备帮助挽救了生命。与传统的制造方法相比，这种设备的设计和打印成本更低，时间也更短。纳齐尔说，更不用说，这些设备可以在现场或附近立即制造出来，不需要运输。
他补充说，医疗制造商通过在云上提供3D可打印模型来帮助原因提供了3D可打印型号，迅速缩放到3D云制造的运动。
路透社的一篇报道称，在疫情早期，一个意大利工程师团队着手制作了一个重要的呼吸阀的3D打印版本。
在意大利北部遭受大流行重创的Chiari地区，一家医院急需用于维持许多患者呼吸的呼吸器的瓣膜。当阀门制造商无法及时将阀门生产出来时，克里斯蒂安·弗拉卡西(Christian Fracassi)自愿让他的工程师在他创办的3D打印公司Isinnova工作。
他手下的14名工程师立即开始修改文丘里阀门的设计，这是一个很小但很重要的阀门，可以让呼吸器正常工作。
弗拉卡西将打印出来的CAD文件和3D打印机直接带到医院，发现它可以工作，于是迅速打印了100个阀门。据路透社报道，当天晚上，至少有10名患者在使用装有打印瓣膜的呼吸器。
意大利医院并不孤单。
对文丘里阀门的需求很大。到3月18日，100多个医疗设施和工程师要求Percassi分享他的CAD文件。他无法分享文件，他告诉他们，正确的行动方案是首先联系制造商。
在意大利，3D印刷部件必须认证。但是，根据3D打印媒体网络，该国的紧急规则放弃了该要求，该网络启动了紧急AM论坛，帮助在危机期间帮助分享设计和想法。其他国家可能没有类似的豁免，percassi推出。
第二天工程师Filib Kober发布了一个使用Grabcad开源系统的文丘里阀门的自由型号。
在一周内，这个模型已经被下载了很多次，并且已经在进行更新。Kober模型无法在更小的桌面打印机上打印。但工程师Useriu Daniel说，个人“制造商”只能使用台式打印机。到3月底，他发布了用Catia V5软件创建的阀门设计迭代。丹尼尔是罗马尼亚研究机构INCDT-COMOTI的一名工程师。
他说，他的最新设计可以通过熔融沉积来制作，这是桌面打印机使用的方法。该模型还具有新的特点，并针对流体流动进行了内表面优化。
其他工程师快速设计的零件可打印或可以与现有设计集成;甚至是现有设备。杜克大学的工程师与普拉特工程学院的学生和研究人员进行了改造的关节造形术头盔 - 一种外科罩。更新的罩安全地屏蔽了外科医生的面孔，同时仍然让它们直接戴上头灯和放在头上。
工程团队创造了一个可以3D打印并集成到现有头盔上的歧管。杜克大学(Duke University)的脊柱外科医生梅丽莎·埃里克森(Melissa Erickson)说，CAD允许快速测试和重新设计项目所需要的。
“工程团队在12天内设计并创造了最终适配器。埃里克森说，他们能够在测试时提出不同的设计改变，以使最终歧管仅仅是可能的，这只是可能的，这是可能的。“
很难相信，在这种危机时刻，这些思维敏捷的发明，在医学领域，增材制造仍处于早期阶段。看一段赫尔用他的“仿生腿”攀登山峰的视频并不能消除这一点。
虽然该领域的未来几乎是不可想象的，但英国认为他对现在的前沿有一个非常好的手柄。通过让佩戴者进入这些新的假肢，他让他们进入自己通过世界自然移动的本身。
通过开放这样的生活，通过帮助拯救生命，3D打印和CAD正在成为医疗保健的一个重要组成部分。
了下:3D CAD世界
