3D列印作為增材製造技術的重要分支，不僅被應用在在造業，更在醫療領域展現出巨大潛力。想像一下，未來當你因骨骼損傷就醫時，你的主治醫生可能會為你量身定製一套3D列印的治療方案。
由於傳統關節置換術依賴於標準化假體，這些假體往往難以完全匹配每位患者的獨特骨骼結構，尤其在面對複雜的骨缺損或疾病時，局限性更為明顯。藉助3D列印技術，醫生可以根據患者的CT掃描數據，製作出高度精確的骨骼模型。
特拉維夫蘇拉斯基醫療中心（Tel Aviv Sourasky Medical Center）就曾接診過一位罕見的癌症患者，他的肩胛骨廣泛受損，侵襲性腫瘤浸潤周圍肌肉。儘管化療成功縮小了腫瘤，但患者仍需進行肩胛骨全切除術。
為此，特拉維夫醫療中心的專家與PTC和Hexagon（海克斯康）團隊合作，設計並植入了一個定製化的3D列印鈦合金肩胛骨，完美契合患者的獨特解剖結構。這一創新不僅為患者帶來了新的希望，也讓人們看到了3D建模技術在醫療領域的無限可能，未來個性化治療或許會成為常態。
個性化植入物是一門跨學科挑戰
在採用定製3D列印植入物之前，特拉維夫蘇拉斯基醫療中心醫療團隊一直受困於傳統植入物的挑戰。因為傳統植入物往往需要大範圍切除，有時甚至涉及整個關節，這不僅增加了手術的創傷性，而且會給患者帶來二次傷害，如恢復期延長和功能受損。
而自主設計的植入體為這一問題提供了更有針對性的解決方案，不僅提高了療效，還最大限度地減少了不必要的手術，為患者帶來更好的康復體驗。
「定製肩胛骨植入物的創新之處在於，目前市面上沒有現成的完整肩胛骨解決方案。」特拉維夫Sourasky醫療中心外科創新和3D列印部門負責人Dr. Solomon Dadia說道。患者要麼選擇定製設計的植入物，要麼在某些情況下放棄植入物，導致手臂活動困難。3D列印技術可以實現個性化的方法，製造出其他方法無法製造的植入物，並與患者的解剖結構完美匹配。
為了實現植入物的完美匹配，醫療團隊在CT分割驗證中發揮了關鍵作用，確保微小的解剖變異和比例得到準確體現。通過分割技術重建患者的解剖結構，醫療團隊能夠充分患者的變化，從而定製出符合患者骨骼獨特輪廓和比例的植入體。
當然，在個性化醫療植入物設計的過程中，挑戰還是比比皆是，最大挑戰是滿足不同性質的約束和要求，包括：保留個性化解剖特性（形狀、體積、運動學、質量特性）、設計保持個人骨骼特性的元材料、鼓勵結締組織和肌肉向植入體內生長、可製造性和認證限制。
這就需要找出一種方法，在解剖、醫療、工程、製造和認證限制之間實現理想的平衡。通過跨學科合作和先進技術的結合，為患者提供更安全、更有效的治療方案。
從設計到康復的醫療革命
特拉維夫醫療中心的專家與PTC和Hexagon經過詳細的論證，利用Creo快速成型製造和高保真模擬設計工具，成功製作出完全個性化的肩胛骨植入物，並通過Hexagon的技術成功製造和認證了該植入物。
最終個性化植入體與患者的解剖結構完美契合，通過Creo設計和Hexagon認證工具實現的精確定製部件在患者的快速康復中發揮了關鍵作用，患者在術後幾天內便開始恢復活動能力，這也是植入物所蘊含的卓越工程技術的最好證明。
PTC在治療方案中，貢獻了整個植入物的工程設計，從系統工程階段到詳細數字模型、產品模擬和製造準備。項目使用的Creo Parametric軟體的關鍵技術包括：導入功能、幾何重建、細分建模、高級晶格結構建模、Creo實時仿真、設計優化、驗證設計和構建準備工具。
如今，患者正在進行康復治療，功能得到了恢復，生活質量也得到了提高。但在沒有引入Creo之前，在特拉維夫醫療中心需要使用多種軟體解決方案才能實現類似的結果，而現在，Creo的一體化設計能力大大簡化了流程。
PTC以色列地區技術副總裁，該項目肩甲骨設計工程師Ronen Ben Horin表示，通過Creo先進的網格設計工具對元材料進行工程設計，可以控制質量特性和材料特性（密度、孔隙率、剛度等）。
Solomon Dadia補充道，在醫院的3D實驗室，我們在製作病人專用工具和植入物方面有足夠的經驗，有些甚至是自己生產的。PTC的加入讓我們能以最好的方式製作植入物，確保不會留下任何問題，就像在現有系統上添加了一個附加組件。
三方的合作充分體現了先進數字工具如何提高效率和病人的治療效果。通過軟體模擬植入物的機械方面，特拉維夫蘇拉斯基醫療中心縮短了設計和生產時間，同時解決了重量和殘餘材料去除等難題，提高了流程效率。
「3D列印」個性化治療最有前途的技術
肩胛骨置換案例研究只是醫療技術行業中眾多機遇的一個縮影，許多其他客戶已經在使用 PTC製造個性化植入物。PTC CAD部門總經理Brian Thompson表示，創新的Creo技術可用於設計和製造定製的醫療和牙科應用、假體解決方案和醫療設備。
PTC CAD部門總經理Brian Thompson
「將生物活性材料與當前3D列印技術結合仍然是一項挑戰，但生物活性列印植入物是植入物的未來！」Solomon Dadia說，複雜的可植入列印材料的開發，加上強大的增材製造和模擬軟體，使我們能將智能植入物引入外科領域。這些植入物能夠與組織相互作用，優化其在體內的存活，確保完美貼合併促進組織生長。
這些進步標誌著個性化醫療進入了一個新時代。Solomon Dadia堅信，3D列印是一種關鍵的解決方案，遲早會融入每家醫院。
個性化治療是醫療技術領域最大的趨勢之一，而3D列印技術是滿足個性化治療需求的最有前途的技術之一。這只是Creo提供CAD技術以支持醫療技術行業個性化醫療的一個例子，其還可以幫助協調設計和製造計劃，提高成本、質量和上市時間。
目前，PTC正將重點放在醫療技術行業以及其他四個垂直行業，包括航空航天與國防、工業、醫療技術、汽車以及電子與高科技。Brian Thompson表示，PTC與所有F500醫療技術公司合作，提供數字化轉型支持。
在慶祝成立40周年之際，PTC將在CAD、PLM、ALM和服務領域的成功基礎上，進一步在醫療技術行業展示數字線程的巨大價值。
