Technologie spékání kovového prášku umožňuje stavět předměty, které lze přímo využít při operacích a jejichž specifické vlastnosti mohou výrazně přispět k úspěšnosti léčby.
Pokroky v medicíně postupují již několik desetiletí značným tempem, a tak se dnes běžně provádějí zákroky, operace a transplantace, o nichž se našim dědům mohlo jen zdát. Patrně každý z nás zná nebo má v příbuzenstvu někoho, kdo prodělal operaci, při níž mu byl do těla vpraven cizorodý předmět či soustava předmětů. Vždyť i umělé zuby představuji pro náš organismus cizí element. Díky moderním technikám a metodám pak většina z těchto lidí žije více či méně plnohodnotný život. Mistrovství se skrývá samozřejmě v umění samotných lékařů a odborného personálu, již každý zákrok připravují a následně také vykonají, nicméně jejich úsilí musí být podpořeno čím dál více moderní technikou (strojní, elektro). Pojďme se nyní ve stručnosti podívat na „technologii budoucnosti“, která nachází široké uplatnění právě při výrobě implantátů, chirurgických a ortopedických nástrojů i pomůcek, ale například také zubních můstků. Jde o vrstvené laserové spékání práškových kovů. Tato technologie patří do rodiny rapid-prototypingu a ve své plastové podobě je již poměrně známá a využívaná pro nejrůznější aplikace. Mimo jiné i pro výrobu „tréninkových pomůcek“, na kterých si mohou operatéři udělat představu o připravovaném zákroku. Technologie spékání kovového prášku jde v tomto směru značně dále. Umožňuje stavět předměty, které se pro operace přímo používají a jejichž specifi cké vlastnosti mohou výrazně přispět k úspěšnosti léčby. Technologie Laser CUSING V České republice přibyl v loňském roce prostřednictvím výhradního zastoupení společností Misan s. r. o. velmi silný hráč na poli technologií rapid -prototyping společnost Concept Laser GmbH, patřící do skupiny Hofmann Innovation Group. Concept Laser vyrábí stroje, které staví díly z kovového prášku technologií, jíž se obecně říká technologie SLS (selective laser sintering), a kterou na svých strojích označuje Concept Laser jako Laser CUSINGTM. Kromě toho vyvinula společnost Concept Laser spolu s řadou výzkumných institucí materiály určené speciálně pro oblast medicíny. Vývoj probíhá mimo jiné ve spolupráci s Fraunhoferovým institutem, kde vznikl velmi složitý dřík kyčelního kloubu, který je vidět na obrázku. Prototyp dříku kyčelního kloubu MUGETO® (obr. 1) je vyroben z titanové slitiny CL41TI (TiAl6V4 ELI). Jak je vidět, je zde výborně využita schopnost technologie Laser CUSINGTM vytvořit na implantátech velmi sofistikované funkční prvky. Jsou to například povrchové porézní struktury umožňující vynikající prorůstání tkáně do implantátu a objemové prvky pro vynikající vyztužení kosti implantátem. Spolupráce na medicínských aplikacích Společnost Misan si je stejně jako fi rma Concept Laser velmi dobře vědoma skutečnosti, že k plnému využití možností technologie Laser CUSINGTM je naprosto nezbytné těsně spolupracovat s lékařským prostředním. Z tohoto důvodu byla letos navázána spolupráce se zavedeným výrobcem implantátů, českou společností ProSpon. Prvním plodem je klíčový díl kostního mlýnku – struhadlo (obr. 2). Struhadlo kostního mlýnku (resp. kostní mlýnek) slouží k namletí kostních aloštěpů nebo autoštěpů při potřebě výplně různých kostních defektů. Uplatní se při resekcích, ztrátách kostní hmoty (např. při úrazu) nebo patologických deformitách apod. Takto získanou hmotou se tyto defekty vyplní, čímž se urychlí dorůstání kostní hmoty v postižených místech. Tato „hmota“ musí mít optimální velikost namletých částeček tak, aby defekt vyplnila, držela pohromadě a nevypadávala. Jak je vidět, i v tomto případě se technologie Laser CUSINGTM výborně uplatnila díky své schopnosti stavět tvarově velmi složité díly. Na struhadle je zároveň dobře viditelná povrchová struktura, jako je na dílu po jeho vyjmutí z pracovní komory stroje, oddělení podpěr a otryskání. Má-li být díl na povrchu hladký, je třeba jej následně na funkčních plochách ještě upravit vhodnou dokončovací operací, čímž se dostáváme k samotné technologii, respektive ke strojům. Strojní portfolio Společnost Concept Laser dodává na trh několik strojů, z nichž se pro lékařské aplikace výborně hodí například stroj Mlab/R CUSINGTM, M1 CUSINGTM či stroj, který má ve své předváděcí hale společnost Misan – M2 CUSINGTM (obr. 3). Tyto stroje lze používat se širokou paletou materiálů vyvinutých pro lékařské účely, například společností Dentaurum.
Před samotným započetím stavby dílu je vždy potřeba jej počítačově připravit. Aby to pro lékařské aplikace nebylo tak složité, existuje pro tyto účely přímo vytvořený software 3shape CAMbridge. Pomocí 3shape CAMbridge je připraven model zubní protézy (na obrázku 4). Samotná výroba dílu se ve všech uvedených zařízeních děje vrstvením a následným místním spékáním práškového kovu na kovové základně. Tato základna může být z důvodu minimalizace pnutí, které v materiálu vzniká při spékání, temperována. Díly jsou upevněny na základnu systémem různých podpěr, podobně jak to známe rovněž u prototypů a plastu. Tyto podpory je po postavení dílu a po následném odsátí přebytečného prášku potřeba odstranit. Děje se tak buď jejich odlámáním, nebo odbroušením. Stavba tělesa se odehrává v pracovní komoře, která je oddělena od okolní atmosféry. Do komory lze podle potřeby vhánět vhodné asistenční plyny. Po vyjmutí dílů ze stroje se výrobky obvykle dávají ještě kvůli odstranění vnitřního pnutí do pece. Na konec mohou být v případě potřeby obrobeny funkční plochy a díly je možno vybavit povrchovými úpravami atp. Plány do budoucna Společnost Misan přichází pro českou lékařskou veřejnost s nabídkou vysoce sofistikované technologie, která umožňuje dále posunout stávající možnosti, zejména na poli různých implantátů či složitých nástrojů a zařízení. Díky materiálům, které jsou speciálně vyvinuté pro použití v medicíně, lze technologii ihned nasadit do praxe. Aby to bylo možné, pracuje nyní Misan důsledně na rozvíjení své spolupráce s českými lékaři a českým lékařským průmyslem. Věříme, že se tak dočkáme rozšíření námi nabízených zařízení, čímž se rozšíří i možnosti pro pacienty. www.misan.cz