为什么SLS尼龙打印是最适合脊柱侧弯矫形器的首选解决方案

近年来影响少年儿童健康的脊柱侧弯越来越受到重视。全国大致有300万青少年存在或多或少的脊柱侧弯的情况，它是种脊柱的三维畸形，包括冠状位、矢状位和轴位上的脊椎序列的异常。正常人的脊柱从后面看应该是一条直线，并且躯干两侧对称。如果从正面看有双肩不等高或后面看到有后背左右不平，就引起重视。

这个时候应拍摄站立位的全脊柱X线片，如果正位X线片显示脊柱有大于10度的侧方弯曲，即可诊断为脊柱侧凸，轻度的脊柱侧凸通常没有明显的不适，外观上也看不到明显的躯体畸形，较重的脊柱侧凸则会影响婴幼儿及青少年的生长发育，使身体变形，严重者可以影响心肺功能、甚至累及脊髓，造成瘫痪。轻度的脊柱侧凸可以观察，严重者需要手术治疗，所以要早发现、早治疗。

图1 左是正常脊柱，右是脊柱侧凸

脊柱侧弯的主要分手术治疗和非手术治疗。脊柱侧凸的手术可谓外科手术中，最难，最危险最昂贵的一个，除非万不得已，均用非手术治疗方法包括理疗、体操疗法、石膏、支具等，但最主要和最可靠的保守方法是支具治疗。

图2 传统手术和支具治疗

近年来随着3D技术和材料方面的突破，使得用3D打印的方法实现脊柱的矫形成为了可能。和传统相比，有3个优点：
1.更有效率：传统制作矫形器需要石膏取病人身体模型结合X光片制作，患者和矫形师都会十分繁琐。
一天一个矫形师最多制作3-5个病人。CT或3D扫描结合3D打印制作将会大大降低矫形师工作强度，提高生产效率，帮助更多的病人。

图为石膏取模和修型，需要人工多，工序复杂，工作场地杂乱

2，更美观和设计感：3d打印的结构将不会受加工工艺约束，能制作出更美观的康复矫形器。

透气孔密布，更贴身，美观利于隐藏的3D sls技术的矫形器。

3. 更加透气： 3D打印的矫形器，一般多有排气孔设计，将会大大提高透气性和传统相比运动时更加利于散热。

图为TPM3D 1171材料打印的矫形器

而和其他打印技术相比，尼龙SLS工艺打印有以下几个优势：

1.更方便：SLS技术无打印支撑
若使用SLA或FDM技术去除打印支撑是较为麻烦的事，处理时间会大大延长，交货时间无法保证 SLS基本第二天病人就可以使用，而FDM约1周 SLA约为4天。

2.更大：SLS打印一般来说成型尺寸较大
一般来说SLS机型以TPM3D S480为例成型尺寸为470x470x590，足以满足高大身材的矫形器的打印。常见同外型尺寸的SLA打印机的成型尺寸450 × 450 × 350 ，只能满足小身材矫形器的打印。
3 .更便宜：SLS打印尼龙粉末材料成本较低
目前SLS粉体材料各家厂商都能控制在600元一公斤以内，一个尼龙矫形器大约最多使用500g，这样材料成本约为300元左右。厂家和病人完全都可以接受。若使用如复用率高的premicid1171PRO尼龙材料，还可进一步降低。

图为苏州大学余嘉教授团队设计打印的SLS尼龙模型

4更耐用：在各种打印技术中SLS尼龙材料韧性和抗冲击性最受认可
尼龙聚酰胺主要用于合成纤维，其最突出的优点是耐磨性韧性高于其他所有纤维，比棉花耐磨性高10倍，比羊毛高20倍，在混纺织物中稍加入一些聚酰胺纤维，可大大提高其耐磨性；当拉伸至3-6%时，弹性回复率可达100%；能经受上万次折挠而不断裂。而矫形器是长期佩戴，经常和衣物和人体摩擦、弯曲，用尼龙来制作再适合不过。