醫療專業人員使用多樣的影像工具來測量並更好地理解生理細節，以進行診斷程序。掃描儀和屏幕可視化工具利用2D和3D圖形，可以實時操縱，從而改變了醫學實踐的方式。雖然屏幕上的視覺化對醫學實踐至關重要，但它們也有其局限性。根據《腫瘤學年鑑》中的研究，來自不同中心的相同影像結果有時會因技術或解釋之間的偏見而顯示不同結果。其他限制包括影像噪音和影響影像結果完整性的統計差異。為了提高準確性水平，醫療創新團隊正在轉向印刷和著色3D立體光固化（SLA）零件，以補充醫學影像技術。

 

放射學家、外科醫生和生物醫學專業人員越來越多地使用3D打印來創建解剖特徵的準確3D模型。這些3D模型用於診斷過程和作為患者的教育工具，突顯了印刷解剖模型的高性能預處理和後處理技術的重要性。

本文將討論染色SLA印刷醫療零件所需的步驟。我們還將介紹特定應用的各種著色技術，並展示您如何獲得最佳結果。這些技術適用於希望創建Formlabs Color Kit中未找到的自定義染料和顏色的用戶。

警告：軟組織樹脂

軟組織入門套件主要用於打印牙齦面罩和植入模型。這種樹脂模擬軟組織，為牙科用戶提供了廣泛的好處，您可以在此閱讀。對於染色醫療零件，我們建議使用本指南中概述的樹脂。

 

染色SLA零件的四種技術

儘管SLA 3D打印以其高精度而聞名，但當需要在單個零件中打印多種顏色時，它的局限性已有充分記錄。雖然使用我們的Color Kit在單一不透明顏色中打印很簡單，但SLA打印多種顏色的技術並不存在。對於多色能力的PolyJet打印機，初始購買價格通常超過十萬美元，甚至在任何服務或維護成本之前。您可以隨時使用服務局來創建您的零件，但包括目前的材料成本，這些成本也可能每個零件成本數千美元。通過使用以下簡單的方法，您可以將Formlabs打印機納入工作流程中，以為您的醫療需求創建豐富多彩且詳細的模型。

染色樹脂打印

用酒精墨水混合的透明樹脂。

此過程將介紹如何使用我們的透明樹脂和酒精墨水創建半透明零件。使用染色樹脂進行打印的過程始於將您選擇的顏色的酒精墨水混合到透明樹脂中以獲得所需的顏色。酒精墨水完全溶於透明樹脂中，使其成為理想的著色劑，可以在整個打印過程中為您提供一致的顏色。要完成此操作，您需要以下工具：

• 10毫升酒精墨水
• 1升透明樹脂
• 注射器
• 保護手套

首先，使用注射器測量10毫升的酒精墨水，然後將染料直接注入1升透明樹脂的開口頂部。充分搖勻容器兩分鐘，以確保墨水完全混入樹脂中。您可以倒出少量來測試墨水是否已充分混合。

其餘的打印過程將按照正常進行。將新混合的材料墨盒和新的槽插入打印機中。確保您的文件設置為透明樹脂，上傳打印，然後從打印機開始打印。使用Form Wash和Form Cure的方法與使用透明樹脂相同。

用例：打印特定的感興趣區域以與多部件模型組裝，打印單個器官，打印單個血管。

優點：設置簡單，染色片均勻，無需額外的後期處理。

缺點：必須使用帶染料的整升樹脂，染色樹脂在Form Wash中，每次只能打印一種顏色。

請注意，將任何新物質添加到樹脂中可能會增加打印失敗的機會，如果因此材料而引起問題，則會使打印機的保修失效。

我們不建議染色彈性樹脂或柔軟樹脂，因為一般來說使用這種材料進行打印是困難的。如果您想要染色彈性或柔軟材料，請使用以下說明。

 

打印後染色SLA零件

在酒精墨水/ IPA溶液中浸泡的彈性和透明樹脂。圖片來源：Renal Artery Aneurysms至Anish Ghodadra，MD，耶魯大學紐黑文醫院。

如果您不想混合整個染色材料批次，但仍想染色您的零件，則可以在打印後應用染料。您可以將感興趣的區域輕鬆浸入不同的染料溶液中以獲得多種顏色的零件。以下是染色3D打印零件所需的工具：

• 透明，彈性50A或柔軟80A打印模型
• 10毫升酒精墨水：1升IPA溶液，用於淺色零件
• 20毫升酒精墨水：1升IPA溶液，用於較深的顏色零件
• Formlabs完成套件
• 保護手套

完成打印件後，根據材料的使用說明使用Form Wash。在零件洗淨時，測量您的酒精墨水到IPA濃度為1：100或2：100 mL酒精墨水：IPA，具體取決於所需的顏色飽和度。確保您使用足夠的此溶液完全覆蓋Finish Kit中的零件。將零件浸入所需溶液中10分鐘。（測試20和30分鐘的時間未改變染色零件的顏色。）取出零件，然後在使用Form Cure之前讓它們乾燥。固化您的零件不會導致顏色損失。我們建議一直保持支撐物，直到最後，這樣您的零件就會保持結構完整性，在固化過程中不會變形。

用例：染色特定的感興趣區域以與多部件模型組裝，染色單個器官，染色單個血管。

優點：可以一次染色大量零件，Form Wash中不使用染料，不使用一整升的樹脂。

缺點：稍微有些混亂的程序。

 

用丙烯顏料塗色

由USF Health創建的全彩膵臟模型。

對於具有複雜細節的複雜模型，可能只能使用顏料添加一些顏色。儘管此過程可能會耗時，並且結果取決於您的繪畫能力，但它確實為用戶提供了更多的藝術授權。高度詳細的手工彩繪模型非常適合於住院醫師教育計劃，在這些計劃中，每個血管或器官都可以以不同的顏色繪製，以便在課堂上輕鬆查看。

應用底漆可能會導致較小部件上缺乏必要細節，因此我們建議使用多材料丙烯顏料，因為它可以附著在非多孔材料上，如我們的樹脂。

在使用丙烯顏料塗色SLA零件時，您將需要以下工具：

• 多材料丙烯顏料
• 軟刷，氣筒或噴罐
• 手套和口罩

按照以下步驟塗色SLA零件：

一旦後處理完成，支撐物已被移除並且模型不含塵，請將模型固定在塗色。

使用您喜歡的工具均勻地在模型表面上施加第一層塗料。最推薦使用氣筒或噴罐。請參閱我們的三維模型塗色的最終指南以查看視頻。

根據制造商的說明使用更多的塗料層。

塗色提供了使用任意顏色的選項。對於多色模型，請在塗抹塗料時使用遮蔽膠帶將不同部分“遮蔽”起來。即使使用噴罐或氣筒時也可以幫助您製作硬，清晰定義的線條。

提示：要獲得光澤或啞光表面，應在完成所有上色後在3D打印品表面均勻塗上一層清漆或透明啞光漆。

用例：複雜的醫學模型，具有外部感興趣區域的模型，多部件模型。

優點：可以將顏色應用於任何所需的特定區域。

缺點：在某種程度上取決於藝術能力，只適用於具有外部特徵的模型。

 

染色空心部件

如果您想突顯模型中的內部感興趣區域，則可以使用以下方法中的空心化和著色方法。通過在感興趣區域內進行空心化或形成空腔，您可以將每個空腔填充為各種顏色的塗料，以輕鬆可視化內部感興趣區域。在後期處理之前，必須對一些結構性問題進行決策才能利用這種技術。

使用設計軟件，在所需區域進行空心化，確保留下足夠大的開口以引入塗料。填充複雜區域時，可能需要多個開口以避免填充時出現氣泡。按照正常的打印和後處理程序進行，確保任何空心腔完全不含樹脂和IPA。

在放置您的中空多孔3D打印品時，您將需要以下工具：

• 多材料丙烯顏料
• 注射器或移液器
• 手套

現在，您可以按照以下步驟在染色SLA打印品中應用這些步驟：

將零件以一定角度保持，以確保塗料能夠進入每個腔室。

使用注射器或移液器將塗料注入空腔中，要么完全填滿空虛，要么在搖動時將牆壁塗上（對於較小的空腔，您可能需要在注入之前將您的塗料用少量水稀釋）。

一旦區域的牆壁被塗料塗滿，就讓任何多餘的塗料流出並允許零件在塗料幹燥建議的時間內停留。一旦幹燥，請應用所需的表面處理技術，以確保出色的表面。

用例：可視化內部血管，腫瘤或感興趣區域。

優點：可以在透明樹脂打印品上清楚看到內部感興趣區域。

缺點：稍微複雜的程序。

 

Formlabs. (2024, March 24). Medical Dyeing: Add Color to Your SLA Prints. Retrieved from https://formlabs.com/blog/medical-dyeing-coloring-sla/?utm_source=direct&utm_medium=social&utm_campaign=promo-post-processing-campaign-Mar-24-global