De evolutie van medische materialen

Materialen die in de medische industrie worden gebruikt, met name orthopedische chirurgie, hebben een lange weg afgelegd. Naarmate de nieuwe materialen in de industrie worden geïntroduceerd, worden innovaties op het gebied van snijgereedschappen gemaakt. Veertig jaar geleden betekende beperkte technologie dat een chirurg die een verbrijzeld scheenbeen repareerde, de stukken op één lijn zou brengen en het been in het gips zou plaatsen, wat vervolgens maanden nodig had om te genezen. Met de moderne materialen van vandaag, zoals titanium en technologische vooruitgang, zou dezelfde breuk binnen enkele weken genezen.

Een ander gebied waar grote vooruitgang is geboekt, is het gebied van gewrichtsvervangende chirurgie. In het verleden waren deze procedures vanwege de levensverwachting van kunstmatige gewrichten meestal voorbehouden aan senioren. Een heupprothese ging 8 tot 10 jaar mee. Met de moderne materialen van vandaag heeft een heupprothese een levensverwachting van ongeveer 30 jaar. Dit maakt het levensvatbaar om de heup van een 50-jarige patiënt te vervangen, wat zou moeten duren tot de patiënt in de tachtig is.

Met tal van orthopedische implantaten op de markt, was het voor deze specifieke patiënt belangrijk om de combinatie te kiezen die een lang leven zou bieden met de minste kans op afstoting. Titanium is het ideale materiaal voor de stift die in het dijbeen wordt gestoken. Het is lichtgewicht en zeer sterk, maar het is niet slijtvast. Hierdoor is de femurkogel die in de heupkom gaat van keramiek. Keramiek is extreem hard en biedt superieure slijtvastheid. Het is bijna onmogelijk om te bewerken als het eenmaal in gesinterde staat is. De heupkom of heupkom moet een normaal bewegingsbereik met de femurkogel mogelijk maken om het heupgewricht goed te laten functioneren. Dit levert een interessante uitdaging op omdat het materiaal aan de binnenkant van de heupkom minimale wrijving met de femurkogel moet veroorzaken, terwijl het tegelijkertijd net zo lang mee moet kunnen gaan als de rest van de heupprothese.

De oplossing hiervoor is een acetabulumbeker gemaakt van kobaltchroom met een voering van polyethyleen met hoge dichtheid (HDPE). Kobaltchroom is een van de moeilijkst te bewerken metalen met een bewerkbaarheidsclassificatie van 15% van B-1112 (160 Brinell vrijsnijdend staal). HDPE-machines kunnen het beste worden bewerkt met gereedschappen die zeer scherp zijn met een hoge positieve hark. Titanium is moeilijk te bewerken vanwege de slechte thermische geleidbaarheid. Dit zijn vier zeer verschillende materialen die elk een unieke productiemethode vereisen. Moderne fabricagetechnieken en hightech gereedschappen hebben het mogelijk gemaakt om een ​​kunstgewricht te produceren dat 30 jaar meegaat. "Moderne productietechnieken en hightech gereedschappen hebben het mogelijk gemaakt om een ​​kunstmatige verbinding te maken die 30 jaar meegaat."

Gewrichtsvervangingstechnieken blijven evolueren. Dezelfde patiënt had ook een gedeeltelijke knievervanging, waarbij twee van dezelfde materialen werden gebruikt die ze in hun heup hadden, en betekende dat afstoting geen probleem zou moeten zijn. Een kobaltchroom "dop" is geïnstalleerd in het uiteinde van het scheenbeen en het uiteinde van het dijbeen. Tussen de twee metalen 'doppen' is een HDPE-inzetstuk geïnstalleerd. Dit is veel minder ingrijpend dan een totale knievervanging en biedt ook toekomstige opties om het plastic inzetstuk te vervangen.

Materialen die worden gebruikt in de medische productie van vandaag dekken het hele gamma. Ze omvatten alles van de roestvrijstalen instrumenten die bij operaties worden gebruikt tot met koolstofvezel versterkte PEEK die worden gebruikt om richtarmen te maken om heupimplantaten op de juiste manier te lokaliseren. Elk van deze materialen biedt unieke productie-uitdagingen, maar mensen die in staat zijn om zonder pijn te leven, zijn buitengewoon dankbaar dat deze uitdagingen worden aangepakt en overwonnen met geavanceerde snijgereedschaptechnologie.

Eerder opgenomen in de Cutting News 2015 Medical Edition van OSG Tool.