Как медицинские материалы трансформировали ортопедическую хирургию

Материалы, используемые в медицинской отрасли, в частности в ортопедической хирургии, прошли долгий путь. По мере введения новых материалов в отрасли, происходят инновации в режущем инструменте. Сорок лет назад ограниченные технологии означали, что хирург, чинящий раздробленную голень, выстраивал бы фрагменты и накладывал гипс, который затем требовал месяцев для заживления. С современными материалами сегодня, такими как титан и достижениями в технологиях, этот же перелом заживает за несколько недель.

Другая область, где сделаны большие шаги — хирургия замены суставов. В прошлом, из-за срока службы искусственных суставов, эти процедуры обычно резервировались для пожилых людей. Замена бедра раньше длилась 8–10 лет. С современными материалами сегодня замена бедра имеет ожидаемую продолжительность жизни примерно 30 лет. Это делает возможным замену бедра у 50-летнего пациента, которая должна прослужить до 80 лет пациента.

С множеством ортопедических имплантов на рынке, для этого конкретного пациента было важно выбрать комбинацию, обеспечивающую долговечность с наименьшим шансом отторжения. Титан — идеальный материал для штифта, вставляемого в бедренную кость. Он легкий и очень прочный, но лишен абразивной стойкости. Из-за этого феморальная головка, входящая в тазобедренную впадину, делается из керамики. Керамика экстремально твердая и обеспечивает превосходную абразивную стойкость. Ее практически невозможно обработать после спекания. Ацетабулярная чашка или тазобедренная впадина должна позволять нормальный диапазон движения с феморальной головкой для правильной работы тазобедренного сустава. Это представляет интересный вызов, потому что материал внутри тазобедренной впадины должен вызывать минимальное трение с феморальной головкой, в то же время способный прослужить так же долго, как остальная часть эндопротеза бедра.

Решением для этого является ацетабулярная чашка из кобальт-хрома, содержащая высокоплотный полиэтилен (HDPE) вкладыш. Кобальт-хром — один из самых труднообрабатываемых металлов с резаемостью 15% от B-1112 (160 Бринелля свободно режущей стали). HDPE лучше всего обрабатывается инструментами, которые очень острые с высоким положительным передним углом. Титан труднообрабатываем из-за своей плохой теплопроводности. Это четыре очень разных материала, каждый требующий уникальный производственный метод. Современные производственные техники и высокотехнологичная оснастка сделали возможным производство искусственного сустава, который будет служить 30 лет. «Современные производственные техники и высокотехнологичная оснастка сделали возможным производство искусственного сустава, который будет служить 30 лет».

Техники замены суставов продолжают эволюционировать. Тот же пациент также имел частичную замену колена, которая использовала два из тех же материалов, что и в их бедре, и означало, что отторжение не должно быть проблемой. Кобальт-хромовая «шапочка» устанавливается на конце голени и на конце бедра. HDPE вкладыш устанавливается между двумя металлическими «шапочками». Это гораздо менее инвазивно, чем полная замена колена, и также позволяет будущие опции замены пластикового вкладыша.

Материалы, используемые в современном медицинском производстве, покрывают весь спектр. Они включают всё — от нержавеющих инструментов, используемых в хирургии, до углеродно-волокнистого усиленного PEEK, используемого для изготовления нацеливающих рук для правильной локализации тазобедренных имплантов. Каждый из этих материалов предоставляет уникальные производственные вызовы, но люди, способные жить без боли, экстремально благодарны, что эти вызовы адресуются и преодолеваются с передовым режущим инструментом.

Ранее публиковалось в OSG Tool's Cutting News 2015 Medical Edition.