增材制造如何重塑喉镜——为现代医学增材制造更多灵活性

2026年3月8日 | 阅读时间：3分钟

喉镜是临床和临床前插管中最重要的一类器械。它们由手柄和镜片组成，镜片可分为直型（米勒型）或弯型（麦金托什型），如今主要由金属或聚合物制成。在日常临床实践中，喉镜通常经过消毒后重复使用，而急救医疗服务则往往依赖一次性喉镜。在常规临床环境中，这类器械通常提供有限范围的标准化喉镜片尺寸，旨在满足大多数患者的需求。

增材制造为现代医学带来灵活性

这正是增材制造决定性优势之处：虽然标准尺寸在许多情况下已足够使用，但在传统供应链中，生产儿科专用及个性化几何形状的产品既困难又昂贵。相比之下，增材制造能够以经济可行的方式生产极小批量的产品——包括完全根据儿童解剖学需求量身定制的极小尺寸叶片几何形状。

功能集成而非流程链

作为一项内部创新项目，EOS专家团队研究了如何利用增材制造对喉镜进行根本性的重新设计。在早期开发阶段，就已表明增材制造不仅能够加快迭代速度，还能将新功能或符合人体工学的特性直接集成到部件中——无需复杂的工艺流程，也无需额外的装配或加工步骤。

光学通道的集成便是其中一个例子：在传统制造中，由于光学光源完全封装在金属或塑料叶片内，此类元件需要进行多次铣削或焊接工序。然而，采用增材制造技术则无需额外的生产步骤。光学通道可直接集成到设计中，从而与部件本身一同制造。这使得部件的设计用料更少，既降低了材料成本，又简化了设计。

锁定机构是功能集成的又一典型例证。传统上，这需要多个独立部件和装配步骤，以确保刀片与手柄之间连接牢固。借助增材制造，锁定机构的关键元件可直接融入刀片几何结构之中。这不仅降低了制造复杂度，省去了单独的装配工序，还打造出更简洁、更坚固的整体设计。

理想材料：EOS Titanium

在喉镜的增材制造原型中，团队采用了EOS Titanium ，这是医疗工程领域应用最广泛的钛合金之一。该材料具有优异的力学性能、高耐腐蚀性、低比重以及良好的生物相容性。

这种特性使Ti64成为轻便、坚固且与患者接触时安全的医疗器械的理想选择——这正是它相较于通常更重的传统金属材质所具备的关键优势。

从构想到成品：增材制造开发流程

在早期开发阶段，初始原型直接采用EOS M 290 设备通过DMLS 技术以 Ti64 材料制造而成。通过优化构建利用率，单次构建任务最多可生产 93 片喉镜片——这清楚地表明，增材制造技术对于中等产量的功能性金属部件同样具有吸引力。

在本研究中，我们既制作了针对增材制造（AM）优化的版本，也制作了基于行业标准设计的功能衍生模型。这两种版本均旨在满足监管环境的关键要求，包括关于尺寸和性能的 ISO 7376 标准，以及其他适用的标准。在此背景下，该项目也体现了EOS在医疗器械（从手术器械到植入物）认证过程中支持客户的更广泛作用——通过提供可重复的工艺、经过验证的材料以及符合监管要求的制造理念。

在设计迭代过程中，团队发现了与增材制造结构中的灭菌和残余应力相关的主要挑战。尽管这些问题的具体技术细节属于内部开发工作范畴，但能在流程早期就加以解决，充分证明了增材制造对于高效、安全地优化设计至关重要。这种迭代方法使团队能够评估不同的几何结构，了解所选材料在构建过程中及构建后的表现，并整合对实现可靠批量生产至关重要的见解——特别是在精度、安全性和鲁棒性至关重要的应用领域。