CPI致力于推动科学技术和制造解决方案的应用，以造福人类、环境和地球。这项工作需要一个蓬勃发展的健康科技部门，解决日新月异的医疗技术领域中激增的应用挑战，以满足全球医疗需求，从医疗和体外诊断设备到生物打印、微流控和数字解剖打印。

Wayne Morton是CPI的首席机械设计工程师，他致力于将有趣的技术应用于全新的应用场景，比如增材制造和3D打印技术。

CPI曾于2019年购入一台Stratasys J735打印机，并很快将其升级为J750数字解剖打印机*，因为J750拥有更大的打印尺寸，且能打印生物相容性材料。

“数字解剖材料非常独特，可以用于数字解剖项目和其他产品开发应用。比如，GelMatrix是一种凝胶状材料，可为体外诊断(IVD)、微流控和流体处理装置制作易于拆卸的支撑结构。增材制造让我们得以在上午提出设计方案，在下午进行打印，并在同一天进行测试。在一个常规产品设计周期内，我们可以进行50次以上的迭代，并很快得到一个令我们充满信心的成熟产品。”

                                                                                                                                                                                                                              Wayne Morton

                                                                                                                                                                                                                 CPI首席机械设计工程师

数字解剖材料

BoneMatrix

复杂的材料沉积模式，可用于模拟多孔骨结构、纤维组织和韧带。

GelMatrix

独特的GelMatrix材料和GelSupport™沉积图案可用于打印小而复杂的血管结构，内部支撑材料可轻松去除。

TissueMatrix

出色的材料配置让打印出的模型在受力时的触感和表现与真实器官组织近乎一致。

应用中的数字解剖

3D打印解剖学模型

CPI使用医学图像创建的解剖学设计渲染图像。

使用J750 3D打印机实现的3D打印设计

由J750数字解剖打印机制作的一系列设计，呈现不同材料特性和设计特点。

有灵活支撑结构的3D打印解剖模型

经过后处理和清洗的最终部件。灵活的支撑结构让解剖模型可以在原位移动。

“我们正在与NIHR诺丁汉生物医学研究中心的胃肠道和肝脏领域合作，该中心正在开发一种新型的内窥镜。他们希望在不使用尸体或动物模型的条件下测试设备，所以我们在试验台上打印了部分胆管供他们进行现场测试。我们进行了大量的迭代和材料选择，与他们沟通关键需求(如生物力学上的精确几何形状、灵活性及弹性)，最终结合了5、6种不同材料才成功。在没有数字解剖技术的情况下，想要打印这个模型几乎是不可能的，他们之前没有见过这样的模型，甚至不知道这是可行的。”

“数字解剖技术让人们大开眼界，他们都不相信这是一个3D打印的部件。”

                                                                                                                                                                                                                             Wayne Morton

                                                                                                                                                                                                                 CPI首席机械设计工程师

创建功能和视觉模型

展现数字解剖打印机的能力

“当我们在CPI调试新设备时，要做的不仅是把设备安装好、启动它、获批然后离开。我们需要展示该设备可以为不同项目、中小企业和客户做些什么。调试过程的一部分是制作展示模型，来表现该技术的实际用途。我们有几个Stratasys模型可以表现视觉模型和生物力学模型之间的差异。”

功能性血管手部模型

“我们制作了一个嵌入在带有血管系统的手臂上的手部模型，血管系统穿过手臂的末端回到手部。在手掌内部，我们创建了骨骼和组织结构，然后在原位增加了管状适配器和工程型部件的框架。”

视觉头骨模型

“我们的头骨模型展现了数字解剖PolyJet技术可实现的复杂细节，很少有技术能让你获得这种程度的细节，且其他技术也无法以同样的方式进行多材料打印。”

数字解剖的优势

多材料

“它拥有以我们想要的方式进行材料组合的能力。我们有很多科学家和工程师，他们是各自领域的专家。只要你给他们自由，让他们以这种方式去设计，或者对材料的特性进行微调以达到想要的程度——这对我们来说就是一个实用的工具。”

无与伦比的质量

“依托J750数字解剖打印机的高质量模式，我们可以将层高减至14微米，这太棒了。”

带有预设置和逐层材料控制能力的程序

“数字解剖打印机自带的预设置功能让我们可以以相对简单的设计文件去创造难以置信的复杂模型。”

“这项技术非常惊人，因为它能打印各种不同的材料。它也让我们得以脱颖而出，给我们提供了另一个高度的质量和设计自由度。”

                                                                                                                                                                                                                             Wayne Morton

                                                                                                                                                                                                                 CPI首席机械设计工程师

对投资3D打印技术的建议

Morton说，当人们刚刚接触3D打印时，会想到一次性塑料部件，但该技术的发展早已远远超越了这一范畴。

“有人可能找到我们说，‘我想要为业务引入3D打印，你们能提供帮助吗?’这对我们来说是一个合作机会，因为我们是一家开放的机构，我们乐于邀请人们来了解不同类型的技术，并向他们展示每个系统的优缺点。”

在购置打印机前，Morton建议用户仔细评估自身的使用需求。之后再去寻找适合该应用的技术，而不是相反的顺序。

Morton说，“多和拥有设备并能给你诚实回答的人交谈，了解这种技术可以怎样适用于你的应用，因为并非每台打印机都是合适的工具。”