ชิ้นส่วนทางการแพทย์ โดยเฉพาะที่ใช้ในร่างกายของคนเรา ถือว่าเป็นการผลิตที่มีความซับซ้อนและยุ่งยากอย่างนึงในระบบการผลิตในปัจจุบัน เนื่องจากต้องอาศัยความรู้และเทคโนโลยีการผลิต วัสดุ ระดับสูง ดังนั้นต้นทุนจึงสูงมาก โดยส่วนใหญ่ด้านการออกแบบชิ้นส่วนที่จะปลูกฝัง (Implant) ในร่างกายของคนนั้น ต้องมีการทำ CT-Scan เพื่อให้ได้ข้อมูลแบบจำลอง 3 มิติ ออกมาก่อน จากนั้นแพทย์จะนำข้อมูลดังกล่าวเพื่อไปออกแบบให้เหมาะสมอีกที ดังนั้นชิ้นส่วน หรือสิ่งที่ผลิตออกมาจะไม่มีการซ้ำแบบกันเลย ในปัจจุบัน 2020 ที่เข้าใจง่ายที่สุดก็คือชุดครอบ Mask ของ Bellus ที่มีขนาดเฉพาะบุคคล ดังนั้นเทคโนโลยี 3D Printing ที่มีจุดเด่นตรงการผลิตได้เฉพาะบุคคล โดยต้นทุนไม่ได้สูงขึ้น จึงเข้ามามีบทบาทมากในการแพทย์ปัจจุบัน ไม่เฉพาะการสร้างงานต้นแบบ แต่รวมไปถึงชิ้นส่วนที่ใช้งานจริง
Metal 3D Printing ทางการแพทย์
การพิมพ์ 3 มิติเพื่อผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ต่างๆ ในภาคอุตสาหกรรมการผลิตมีการเลือกใช้ Metal 3D Printing เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยใช้กระบวนเป็นประเภทของการผลิตแบบสารเติมแต่งโลหะ หรือ metal additive manufacturing คือ Selective Laser Melting (SLM), Direct Metal Laser Sintering (DMLS), Direct Metal Laser Melting (DMLM) ซึ่งกระกวนการเหล่านี้เป็นการผลิตที่ได้ความนิยมในเชิงพาณิชย์สำหรับการผลิตอุปกรณ์และเครื่องมือทางการแพทย์
โลหะสำหรับใช้การผลิตอุปกรณ์ เครื่องมือทางการแพทย์ และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง เป็นเกรดทางการแพทย์ นิยมใช้วัสดุโลหะสแตนเลส และไทเทเนียม เพราะมีความปลอดภัยสูง และสามารถเข้ากับร่างกายมนุษย์และสัตว์ได้ดี ดังนั้น Metal 3D Printing ช่วยให้การพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่ปรับแต่งตามสรีระของผู้ป่วยและการออกแบบอิสระที่ไม่ต้องคำนึงการกลึงแบบดั้งเดิม จึงทำให้การปลูกถ่ายทางการแพทย์ของผลิตภัณฑ์ที่พิมพ์แบบ 3 มิติ สามารถรวมโครงสร้างการออกแบบ การขัด ส่งผลต่อการเจริญเติบโตของกระดูกและเนื้อเยื่อ ซึ่งช่วยลดอัตราการปฏิเสธและเข้ากันได้กับร่างกายมนุษย์อย่างง่ายดาย อีกทั้งยังช่วยให้ลดระยะเวลาการพักฟื้นของผู้ป่วยอีกด้วย
 |
 |
| (https://www.rickrea.com) | (https://medium.com) |
Metal 3D Printing ที่มีการผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ เครื่องมือ และอุปกรณ์ ที่นำไปใช้รักษาแก่ผู้ป่วย ได้แก่
1. Spinal Implant
John Bohenick ที่ Osseus ซึ่งเป็นบริษัทผลิตผลิตภัณฑ์ spinal implants เกี่ยวกับกระดูกสันหลัง และรากฟันเทียม ด้วยเทคโนโลยี Metal 3D Printing สำหรับอุปกรณ์ที่มีแรงกดเช่นเดียวกันกับที่เป็นอุปกรณ์แบบฝัง จะทนต่อการแรงกดได้ดี นอกจานี้ยังมี บริษัท Renishaw ได้ร่วมมือกับบริษัทอื่นๆ ใช้วิธีการผลิตสารเติมแต่ง (AM) ในการผลิตรากฟันเทียม และกระดูกสันหลังเช่นกัน
ปัจจุบัน 3D Systems บริษัทแบรนด์ดังทางด้าน 3D Printer นำเทคโนโลยีและบริการของ 3D Systems มาช่วยให้นักพัฒนาด้านผลิตภัณฑ์แบฝัง หรือ implant สามารถเพิ่มฟังก์ชันการทำงานให้กับการออกแบบการฝังของกระดูกสันหลังได้เพิ่มมากขึ้น ซึ่งเทคโนโลยี Metal 3D Printing จะเน้นเรื่องการผลิตอุปกรณ์ interbody จากวัสดุโลหะผสม Ti6AI4V ที่มีคุณสมบัติ osteoconductive ที่ดีและความเข้ากันได้ทางชีวภาพ
 |
 |
| (https://www.asme.org) | (https://www.renishaw.com) |
2. Implants and Surgical Instrumentation
Surgical Instrumentation หรือ Surgical Implants and Devices คือ เครื่องมือและอุปกรณ์ผ่าตัด ในอุตสาหกรรมการผลิตใช้เทคโนโลยี DMLS หรือ DMLM สามารถรวบรวมไฟล์ที่กำหนดเองหลาย ๆ ไฟล์บน build plate เดียวโดยไม่ต้องใช้เครื่องมือหรือค่าติดตั้งแพง ด้วยความคลาดเคลื่อนที่พิมพ์ด้วย Metal 3D Printing เพียง +/- 0.0002 และความสามารถในการพิมพ์ระดับ micro ในเลเยอร์ 20 ถึง 40 ไมครอน และรูปร่างกายวิภาค (anatomical) ต่างๆ ซึ่ง Titanium และ Stainless steel เป็นวัสดุเกรดทางการแพทย์ ทำให้การพิมพ์ 3 มิติปฏิวัติการผลิตแบบเดิม มีความคุ้มค่าของการผลิต medical implants และ surgical devices ที่ซับซ้อนทางการแพทย์แบบกำหนดเองหรือเจาะจงต่อบุคคล และอุปกรณ์ผ่าตัดเฉพาะทาง และสามารถใช้งานได้จริง
(https://www.eos.info)
3. Orthoses and Prostheses
การใช้งานทางการแพทย์เป็นหนึ่งในการใช้งานที่น่าสนใจและน่าจับตามอง เนื่องจากการเติบโตของ Metal 3D Printing สูงขึ้นเรื่อยๆ การผลิตสารเติมแต่งโลหะ (metal additive manufacturing) ซึ่งแตกต่างจากแอพพลิเคชั่นการบินและอวกาศที่ต้องการลดน้ำหนักเป็นจุดประสงค์หลัก แต่ประโยชน์สำคัญสำหรับผู้ใช้ทางการแพทย์ คือ ความสามารถในการปรับแต่งขนาดใหญ่หรือขนาดเล็กมากๆ เพราะการพิมพ์ 3 มิติกลายเป็นเครื่องมือที่เข้าถึงใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพและต้องตามวัตถุประสงค์ของผู้ใช้งานจริง
(https://www.eos.info/en/3d-printing-examples-applications/people-health/medical-3d-printing/implants-surgery)
4. Dental
งานด้านทันตกรรมรากฟันเทียมนั้นสามารถใช้ Metal 3D Printing เพื่อการปรับแต่งฟันปลอม และผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับการรักษาฟันที่เหมาะสม เพราะรากฟันเทียมมีโครงสร้างซับซ้อน จึงสะดวกต่อการผลิตแบบ DMLS และ DMLM และได้ตามต้องการโดยราคาไม่แพงจนเกินไป ลดภาระค่าใช้จ่ายต่อผู้ป่วย ผลิตภัณฑ์ที่พิมพ์ 3 มิติ มีความแม่นยำในการแสดงผลสูงสุดเนื่องจากสร้างจากข้อมูล 3D เฉพาะของผู้ป่วยเอง ทำให้เกิดผิดข้อพลาดน้อยลง ทั้งนี้การพิมพ์แบบ 3 มิติยังมีการผลิตรูปทรงต่างๆ ได้ไม่จำกัด แต่ยังคงแข็งแรงไว้ได้ ด้วยความแข็งแรงสูงจึงลดความเสี่ยงการแตกหรือบิ่นขณะตกแต่งผลิตภัณฑ์ให้พอดีกับผู้ป่วย
