Najnowsze osiągnięcia Evonik obejmują filamenty do implantów i PEEK wzmocniony włóknem węglowym do różnych zastosowań medycznych.
Żadna dziedzina nie pokazuje możliwości druku 3D tak jak technologia medyczna. Od 2018 roku Evonik napędza medyczny druk 3D, oferując najszersze w branży portfolio biomateriałów do druku 3D dla technologii medycznej, które mogą być wykorzystywane do produkcji części urządzeń medycznych przeznaczonych do tymczasowego i stałego kontaktu z ciałem.
Wśród wielu osiągnięć dzisiejszej technologii medycznej, trzy bardzo ekscytujące obszary oferują szeroki zakres wzrostu i potencjału w dziedzinie biomateriałów PEEK (polieteroeteroketon): potrzeba bardziej specyficznego dla pacjenta i punktowego leczenia, cyfryzacja i robotyka oraz rozwiązania bezmetalowe. Evonik wspiera te obszary, koncentrując się na nowych rozwiązaniach PEEK umożliwiających drukowanie 3D indywidualnych urządzeń medycznych.
„Ulepszone, dostosowane do potrzeb pacjenta leczenie w punkcie opieki medycznej to prawdziwa rzeczywistość. Na przykład, już dziś możliwe jest zintegrowanie bioaktywnych dodatków z biomateriałami, nadając drukowanym w 3D implantom szereg cech, które sprzyjają szybszemu gojeniu się kości, a tym samym lepszej rekonwalescencji pacjentów” – powiedział Marc Knebel, szef segmentu rynku systemów medycznych Evonik. „Oprócz wytwarzania przyrostowego poszczególnych implantów, leczenie dostosowane do potrzeb pacjenta oznacza również oferowanie rozwiązań materiałowych dla różnych ludzi. W tym względzie poszukiwane są rozwiązania niezawierające metalu, takie jak urządzenia medyczne na bazie polimerów”.
Technologia cyfrowa i inteligentne biomateriały do zabiegów dostosowanych do potrzeb pacjenta
Evonik, pionier w dziedzinie polimerów do produkcji addytywnej, powszechnie znanej jako druk 3D, był pierwszą firmą na świecie, która opracowała polimerowy filament do implantów medycznych przeznaczonych do druku 3D. Od tego czasu Evonik kontynuuje rozwój w tej dziedzinie, oferując obecnie najbardziej wszechstronne portfolio filamentów PEEK klasy medycznej do zastosowań w urządzeniach medycznych. Filamenty te nadają się do krótko- i długoterminowego kontaktu z ciałem.
Zastosowanie łatwych w obsłudze, nadających się do druku 3D filamentów PEEK do implantów – takich jak VESTAKEEP® i4 3DF – w połączeniu z odpowiednimi dedykowanymi drukarkami 3D medycznymi oraz integracją sprzętu i oprogramowania z cyfrowymi przepływami pracy, doprowadziło do pozytywnie przełomowego kroku w kierunku leczenia w miejscu opieki: Takie połączenie materiału i technologii pozwala na tworzenie implantów bezpośrednio w szpitalu. Po raz pierwszy osiągnięto to dzięki VESTAKEEP® i4 3DF w Skåne University Hospital, szwedzkim szpitalu, w 2021 roku, potencjalne korzyści płynące z drukowania 3D inteligentnych biomateriałów na miejscu stały się nieograniczone.
Kolejnym przełomem w opiece nad pacjentem z wykorzystaniem inteligentnych biomateriałów jest zastosowanie filamentu VESTAKEEP® i4 3DF na początku 2023 r. w pierwszych amerykańskich operacjach implantu kręgosłupa wydrukowanego w 3D. Wydrukowany przez amerykańską firmę technologiczną Curiteva, zaawansowany technologicznie implant został zatwierdzony przez Amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków i był pierwszą na świecie drukowaną w 3D, w pełni połączoną porowatą strukturą PEEK tego rodzaju do użytku komercyjnego.
Niedawno pierwszy pacjent w Szpitalu Uniwersyteckim w Bazylei otrzymał wydrukowany w 3D implant oparty na filamencie PEEK firmy Evonik z własnej produkcji. 46-letni mężczyzna doznał udaru mózgu w 2019 roku. Podczas leczenia jego czaszka została usunięta i wymieniona. Jednak po kilku miesiącach sklepienie zaczęło się rozpadać, a czaszka zapadać. Zespołowi kierowanemu przez Raphaela Guzmana, szefa neurochirurgii, i Floriana Thieringera, szefa chirurgii jamy ustnej i szczękowo-twarzowej, udało się wyprodukować sztuczną czaszkę na własnej drukarce 3D.
„Takie materiały implantacyjne drukowane w 3D są prawdziwym przełomem. Oprócz tego, że służą jako implanty kręgosłupa, otwierają nowe, ekscytujące możliwości w zakresie indywidualnie dostosowywanych zabiegów medycznych. Inteligentne biomateriały zostały zaprojektowane z myślą o najwyższej biokompatybilności, biostabilności i przezroczystości rentgenowskiej. Z założenia materiały te są idealne do zastosowań takich jak chirurgia ortopedyczna i szczękowo-twarzowa” – powiedział Marc Knebel, szef segmentu rynku urządzeń i systemów medycznych Evonik.
Zaawansowane osteokondukcyjne tworzywa medyczne dla lepszej opieki nad pacjentem
W przypadku niektórych procedur medycznych zdolność komórek kostnych do przylegania do implantów, znana również jako osteokonduktywność, ma kluczowe znaczenie dla dobrego powrotu pacjenta do zdrowia. Tradycyjnymi materiałami stosowanymi w tym celu są ceramika i porowate metale. Kluczem do sukcesu jest zdolność materiału do formowania w celu naśladowania struktury i składu chemicznego kości. Materiały VESTAKEEP® Fusion firmy Evonik oferują idealne rozwiązanie „inteligentnego biomateriału” dla tej bardzo złożonej dziedziny. Polimery te występują w postaci granulatów, półproduktów i włókien. Inteligentne biomateriały łączą wiele cech w jednym materiale. Spośród wielu cech definiujących wysoce zaawansowane inteligentne biomateriały VESTAKEEP® Fusion, najważniejszą jest włączenie specjalnego dodatku, dwufazowego fosforanu wapnia (BCP). BCP ma zdolność pozytywnego wpływania na osteointegrację z istniejącą naturalną kością organizmu. W rezultacie promowana jest fuzja kości, co prowadzi do szybszego powrotu pacjenta do zdrowia. Charakterystyczne dla produktów na bazie PEEK, inteligentne biomateriały VESTAKEEP® Fusion mogą być frezowane, formowane wtryskowo i drukowane 3D.
Ponieważ globalne potrzeby w branży medycznej nadal zmierzają w kierunku większej personalizacji, rozwiązań cyfrowych i bezmetalowych, zakres możliwości w zakresie zaawansowanych technologicznie medycznych tworzyw sztucznych jest nieograniczony. Wykracza to poza ludzkie implanty. W swojej przyszłościowej strategii dotyczącej inteligentnych biomateriałów PEEK, Evonik bada również zastosowania w protezach stawów w weterynarii, a także w implantach ludzkich. Ciągłe badania i rozwój w zakresie implantów stawów mają na celu zmniejszenie potrzeby operacji rewizyjnych i długotrwałej terapii bólu.
Wśród innych przyszłych osiągnięć Evonik wprowadza nowy filament PEEK wzmocniony włóknem węglowym, do stosowania w drukowanych w 3D implantach medycznych. Ten inteligentny biomateriał może być przetwarzany w popularnych technologiach druku 3D opartych na wytłaczaniu, takich jak wytwarzanie włókien topionych (FFF). Specjalistyczna firma chemiczna zaprezentuje nowy produkt po raz pierwszy na najbliższych targach związanych z technologią medyczną i drukiem 3D.
Nazwane VESTAKEEP® iC4612 3DF i VESTAKEEP® iC4620 3DF, dwa dostępne filamenty zawierają odpowiednio 12% i 20% włókna węglowego. Oba gatunki oferują wybór materiału w zależności od wymaganej wytrzymałości i elastyczności drukowanych w 3D implantów, takich jak płytki kostne i inne protezy rekonstrukcyjne.
„Wprowadzając pierwszy na świecie filament PEEK wzmocniony włóknem węglowym do długoterminowych implantów medycznych, kontynuujemy projektowanie biomateriałów, które otwierają nowe możliwości w dzisiejszej technologii medycznej w zakresie leczenia dostosowanego do potrzeb pacjenta” – mówi Marc Knebel, szef działu systemów medycznych w Evonik. „Jako pasjonaci z wieloletnim doświadczeniem w dziedzinie chemii polimerów, łączymy unikalny zestaw kompetencji w zakresie materiałoznawstwa, technologii produkcji i wiedzy regulacyjnej dla klientów, aby przyspieszyć czas wprowadzania na rynek nowych technologii medycznych dla życia ludzi bez ograniczeń”.
W przyszłości, wraz z rosnącymi potrzebami branży medycznej, biomateriały na bazie PEEK będą nadal dobrodziejstwem dla producentów medycznych tworzyw sztucznych działających w tej ekscytującej, szybko rozwijającej się dziedzinie.
Żródło: https://all3dp.com
