3D打印數字化技術如何重塑假肢接受腔制造的未來

2025-12-26

超萬億的輔具市場

中國殘疾人服務體系正從傳統保障向科技賦能轉型。根據2025年全國助殘日發布的數據，我國現有殘疾人約 8500 萬，疊加 4400 萬失能和半失能老人，這一群體催生了超萬億規模的輔具市場。在這龐大的群體中，肢體殘疾人超過 2400 萬名，他們每天面臨著移動、生活和工作的實際困難。假肢作為恢復行動能力的主要工具，其核心在于接受腔的適配性。一個不合適的接受腔會導致假肢在使用時上下移動，不僅增加行走負擔，還會影響血液循環，甚至引發殘肢并發癥。長期以來，高端假肢市場被進口品牌壟斷，直到近年來國產產品才開始突圍。在 2024 年福祉博覽會上，國產假肢價格僅為進口產品的三分之一，而性能已可媲美進口產品。

傳統假肢制作工藝

假肢裝配師張偉在重慶市民政中西醫結合醫院工作了20多年，他的工作日常是從清晨開始的陣陣沙沙聲——那是專業工具劃過假肢石膏模型的聲音。

: 重慶市民政中西醫結合醫院康復輔具科科長張偉正在制作假肢石膏模型。圖片來源：新華社

傳統假肢接受腔的制作是一門依靠經驗的手工藝。整個過程通常需要兩到三天才能完成一個接受腔的制作。制作從取陰模開始：假肢師使用石膏繃帶包裹患者的殘肢，等待石膏硬化后取下，形成殘肢的負型。接著，向這個負型中灌入石膏，待其凝固后打破外模，得到殘肢的陽模。

假肢師張偉深知“差一毫米都會影響行走體驗”。他需要憑借多年經驗，對陽模進行反復修整，標記壓力敏感區域，調整承重面。修整完成后，在陽模上采用熱塑成型或抽真空成型技術制作最終的接受腔。這種方法高度依賴技師的經驗和技術，患者需要多次往返診所進行調整，整個過程既耗時又耗材。

假肢的數字化革新

數字化技術正在徹底改變這一傳統流程，目前整個假肢接受腔的制作過程可分為三大關鍵步驟：三維掃描、軟件修型和3D打印。首先是三維掃描，技師使用手持式三維掃描儀對患者殘肢進行掃描，能在短短幾分鐘內完成亞毫米級精度的3D掃描模型。與傳統石膏取模相比，這個過程不僅無接觸、更衛生，還能捕捉到傳統方法難以記錄的細節。掃描數據隨后被導入專業的數字化假肢和矯形器軟件進行處理。在這些軟件中，矯形師可以精準標記壓力點，調整承重面，優化接受腔的幾何形狀。這個過程在十幾分鐘到1小時內即可完成。

最后，設計好的數字模型被發送至3D打印機，目前最主流3D打印方式是采用尼龍等高分子材料，通過SLS或者MJF技術打印成型，可以在數小時內完成接受腔的制造。

新工藝優勢

數字化技術為假肢接受腔制作帶來了多重優勢，其中最顯著的是時間效率的大幅提升。美國Quorum Prosthetics公司報告稱，采用數字化流程后，完成每款定制假肢的時間縮短了75%。另外從患者角度看，整個過程從傳統方法的數周縮短至數天，就診次數也從多次減少到僅需兩次。并且無需進行繁復且令人難受的石膏取型過程，三維掃描無接觸式取型可以實現輕松愉快的就診體驗。

利用各類高性能高分子材料，SLS 3D打印的假肢接受腔的強度和耐久性可以與傳統工藝制作的產品相媲美。對于內外腔可以使用盈普Precimid1180 BLK尼龍11高分子粉末，這種材料具備優秀的韌性、抗沖擊、耐磨耐疲勞性能，打印尺寸高，可以精準貼合殘疾人斷肢，有效承載殘疾人的身體。打印完成做表面平滑處理，處理后的假肢接受腔表面光滑、防水抗菌、可清洗、經久耐用，能夠媲美注塑產品效果。

精度方面，三維掃描的亞毫米級精度遠超手工取模，且數字模型可以根據現場測量的尺寸維度等數據無限次調整而無需重新取模，這在兒童假肢制作中尤為重要——成長中的孩子每隔幾個月就需要新的接受腔。數字化流程還實現了遠程服務的可能性。患者可以在世界任何地方接受三維掃描，數據通過網絡傳輸給專業機構進行設計和制造，突破了地域限制。在成本控制上，還可以通過建立集中式的打印生產中心，將區域范圍內的假肢需求集中導入，集中生產，大大降低數字化假肢的生產成本。

全球范圍內的技術應用

數字化假肢接受腔技術已在全球范圍內得到應用。在美國，Rustin Hughes 使用 Quorum Prosthetics 制作的 Quatro 假肢改變了他的生活。這位MMA格斗選手曾因惡性血栓失去右腿，最初使用的傳統假肢像“綁著一個19升的水桶”，一天中需要多次調整。而基于三維掃描和3D打印技術制作的Quatro假肢不僅完美貼合，還允許他在20秒內完成調整。