3D打印数字化技术如何重塑假肢接受腔制造的未来

2025-12-26

超万亿的辅具市场

中国残疾人服务体系正从传统保障向科技赋能转型。根据2025年全国助残日发布的数据，我国现有残疾人约 8500 万，叠加 4400 万失能和半失能老人，这一群体催生了超万亿规模的辅具市场。在这庞大的群体中，肢体残疾人超过 2400 万名，他们每天面临着移动、生活和工作的实际困难。假肢作为恢复行动能力的主要工具，其核心在于接受腔的适配性。一个不合适的接受腔会导致假肢在使用时上下移动，不仅增加行走负担，还会影响血液循环，甚至引发残肢并发症。长期以来，高端假肢市场被进口品牌垄断，直到近年来国产产品才开始突围。在 2024 年福祉博览会上，国产假肢价格仅为进口产品的三分之一，而性能已可媲美进口产品。

传统假肢制作工艺

假肢装配师张伟在重庆市民政中西医结合医院工作了20多年，他的工作日常是从清晨开始的阵阵沙沙声——那是专业工具划过假肢石膏模型的声音。

: 重庆市民政中西医结合医院康复辅具科科长张伟正在制作假肢石膏模型。图片来源：新华社

传统假肢接受腔的制作是一门依靠经验的手工艺。整个过程通常需要两到三天才能完成一个接受腔的制作。制作从取阴模开始：假肢师使用石膏绷带包裹患者的残肢，等待石膏硬化后取下，形成残肢的负型。接着，向这个负型中灌入石膏，待其凝固后打破外模，得到残肢的阳模。

假肢师张伟深知“差一毫米都会影响行走体验”。他需要凭借多年经验，对阳模进行反复修整，标记压力敏感区域，调整承重面。修整完成后，在阳模上采用热塑成型或抽真空成型技术制作最终的接受腔。这种方法高度依赖技师的经验和技术，患者需要多次往返诊所进行调整，整个过程既耗时又耗材。

假肢的数字化革新

数字化技术正在彻底改变这一传统流程，目前整个假肢接受腔的制作过程可分为三大关键步骤：三维扫描、软件修型和3D打印。首先是三维扫描，技师使用手持式三维扫描仪对患者残肢进行扫描，能在短短几分钟内完成亚毫米级精度的3D扫描模型。与传统石膏取模相比，这个过程不仅无接触、更卫生，还能捕捉到传统方法难以记录的细节。扫描数据随后被导入专业的数字化假肢和矫形器软件进行处理。在这些软件中，矫形师可以精准标记压力点，调整承重面，优化接受腔的几何形状。这个过程在十几分钟到1小时内即可完成。

最后，设计好的数字模型被发送至3D打印机，目前最主流3D打印方式是采用尼龙等高分子材料，通过SLS或者MJF技术打印成型，可以在数小时内完成接受腔的制造。

新工艺优势

数字化技术为假肢接受腔制作带来了多重优势，其中最显著的是时间效率的大幅提升。美国Quorum Prosthetics公司报告称，采用数字化流程后，完成每款定制假肢的时间缩短了75%。另外从患者角度看，整个过程从传统方法的数周缩短至数天，就诊次数也从多次减少到仅需两次。并且无需进行繁复且令人难受的石膏取型过程，三维扫描无接触式取型可以实现轻松愉快的就诊体验。

利用各类高性能高分子材料，SLS 3D打印的假肢接受腔的强度和耐久性可以与传统工艺制作的产品相媲美。对于内外腔可以使用盈普Precimid1180 BLK尼龙11高分子粉末，这种材料具备优秀的韧性、抗冲击、耐磨耐疲劳性能，打印尺寸高，可以精准贴合残疾人断肢，有效承载残疾人的身体。打印完成做表面平滑处理，处理后的假肢接受腔表面光滑、防水抗菌、可清洗、经久耐用，能够媲美注塑产品效果。

精度方面，三维扫描的亚毫米级精度远超手工取模，且数字模型可以根据现场测量的尺寸维度等数据无限次调整而无需重新取模，这在儿童假肢制作中尤为重要——成长中的孩子每隔几个月就需要新的接受腔。数字化流程还实现了远程服务的可能性。患者可以在世界任何地方接受三维扫描，数据通过网络传输给专业机构进行设计和制造，突破了地域限制。在成本控制上，还可以通过建立集中式的打印生产中心，将区域范围内的假肢需求集中导入，集中生产，大大降低数字化假肢的生产成本。

全球范围内的技术应用

数字化假肢接受腔技术已在全球范围内得到应用。在美国，Rustin Hughes 使用 Quorum Prosthetics 制作的 Quatro 假肢改变了他的生活。这位MMA格斗选手曾因恶性血栓失去右腿，最初使用的传统假肢像“绑着一个19升的水桶”，一天中需要多次调整。而基于三维扫描和3D打印技术制作的Quatro假肢不仅完美贴合，还允许他在20秒内完成调整。