Tsunami Medical S.r.l. 是一家专注于脊柱植入物的医疗技术专家企业。自 1999 年以来，该公司一直致力于生产用于微创手术、组织活检取样的医疗器械以及被称为“椎间融合器”（Spinal Cages）的植入物。这种植入物被用作两个相邻椎体间的“占位器”。Tsunami 公司一直热衷于前沿技术：首席执行官 Stefano Caselli 很早便看好并采用了增材制造技术。Caselli 说：“我们最开始是在 2010 年采用 3D 打印技术制造融合器，当时我们就采取了一种全新的技术路线。当友商只是把聚醚醚酮（PEEK）植入体的老设计原封不动地搬到 3D 打印上来用时，我们则彻底地重新设计了产品，目的就是最大限度地发挥钛金属的生物力学优势。”因为钛的决定性优势在于：它具有良好的生物相容性，且弹性接近人体骨骼。这两点对于植入物而言至关重要。因为植入物要长期留在人体内，不仅需要极高的使用寿命，而且还须尽快与椎骨融合， 以加速康复进程。
自 1999 年成立以来，Tsunami Medical S.r.l. 已发展成为一家专注于 3D 打印微创医疗器械和生物相容性脊柱植入体的专家公司。该公司致力于开发和生产创新解决方案，以加快患者康复并减轻外科医生的工作负担，目前在意大利拥有 40 名员工，在克罗地亚和澳大利亚则分别有 12 名和 11 名员工。
挑战
通常，脊柱植入物都设计有骨钉孔位，以便外科医生将植入物固定在骨骼之中。但 Caselli 及其团队却决定摒弃这些孔位，转而采用精密的网状结构来构建融合器。Caselli 解释说：“骨钉孔位对于 PEEK 植入物来说是必不可少的，因为骨骼无法与合成材料融合，所以只能通过机械方式固定。但与之相反的是，骨组织可轻松穿透我们植入物的网状结构并与之融合。” 此外，这种结构还提升了植入物的稳定性。这一创意的有效性已得到了剑桥大学一项研究的验证：仅仅四到五天后，骨组织就与融合器实现了融合。
但该公司并未止步于此。Tsunami 公司正在开发下一代可扩展式融合器。医生将只需常备一种标准尺寸的植入物，即可根据患者情况进行个性化调整。几年前，Tsunami 团队提出了一个新创意：开发人员将一种机械元件直接集成到了融合器之中。这样一来，植入物便可被直接锚固在脊柱内。完全无需骨钉。但这一创意也给 Tsunami 公司先前所使用的 3D 打印设备带来了极限挑战。
解决方案
“我们开发新产品的目的是加快患者康复，同时让让外科医生的手术操作更加轻松”，Stefano Caselli 说道。因此他认为，利用内置机构将植入物直接锚固于骨骼之中的融合器，是一项极具前景的创意。但以该公司现有的 3D 打印设备尚无法制造出这种产品。“这种融合器的结构异常复杂，要一次打印成型并不容易。”不过，Caselli 并未轻易放弃。于是他试用了通快 TruPrint 2000，并发现确实可行！“我们尝试用这款机床打印新产品，最后只是稍微调整了参数就顺利地制造了出来。”
实施
进一步的测试结果也与初次试验相符，同时也很快表明 Tsunami 公司需要更高的产能。因此，该公司将 TruPrint 2000 换成了 TruPrint 3000。这台通用型中等规格机床选配了 Multilaser。凭借两台 500 W 激光器和激光选区熔化（Laser Metal Fusion）工艺，Tsunami 公司得以将融合器的打印速度提升一倍。Stefan Caselli 强调说：“得益于更大的构建体积，我们现在只需一个工艺步骤就可将六个植入物垂直叠加打印出来。”而在原先的设备上，由于加工区域较小，最多只能叠加四个。“使用 TruPrint 3000 后，我们甚至可以一次性打印出十个植入物。我们现在已将产能翻倍，而且如果将融合器堆叠得更高，甚至可实现三倍产能。”
除了融合器，Tsunami 公司还使用通快设备制造了所谓的椎弓根螺钉，用于稳定脊柱。“我们开发了一种专用骨钉，其通过 3D 打印制造而成，并且在生物相容性方面可圈可点。这种骨钉的孔隙结构与骨组织的孔隙相似，这不仅有利于愈合，而且对 X 光成像的干扰也更小。”此外，相较于与传统制造方式，增材制造的骨钉在机械强度方面还提升了 15% 至 20%。
展望
将融合器的制造设备成功切换为 TruPrint 3000 令 Stefano Caselli 十分满意。他现在希望进一步发挥设备潜力以提高产能，并且还说：“为此，我们现在每天都还在不断学习。目前我们只利用了大约 10% 的机床产能。例如每逢周末，我们通常会损失一天的时间，因为打印任务在周日早晨完成后没有立即开始后续加工。因此我们希望通过进一步优化生产流程来改变现状。”接下来，他希望凭借自家的植入物开拓新市场。而 TruPrint 3000 则为他带来了匹配且可靠的技术方案。
版本日期：2025.05.20
