Эволюция медицинских материалов

Материалы, используемые в медицинской промышленности, особенно в ортопедической хирургии, прошли долгий путь. По мере появления в отрасли новых материалов создаются инновационные режущие инструменты. Сорок лет назад ограниченные технологии означали, что хирург, восстанавливающий сломанную большеберцовую кость, должен был выровнять части и наложить на ногу гипс, на заживление которого уходили месяцы. С современными материалами, такими как титан, и достижениями в области технологий, этот же перелом зажил бы в течение нескольких недель.

Еще одна область, в которой были достигнуты большие успехи – это хирургия замены суставов. В прошлом из-за продолжительности жизни искусственных суставов эти процедуры обычно предназначались для пожилых людей. Раньше замена тазобедренного сустава прослужила от 8 до 10 лет. С сегодняшними современными материалами ожидаемый срок службы замены тазобедренного сустава составляет примерно 30 лет. Это позволяет заменить бедро 50-летнему пациенту до тех пор, пока ему не исполнится 80 лет.

Имея на рынке множество ортопедических имплантатов, для этого конкретного пациента было важно выбрать комбинацию, которая обеспечила бы долговечность с наименьшей вероятностью отторжения. Титан — идеальный материал для штифта, который вставляется в бедренную кость. Он легкий и очень прочный, но ему не хватает сопротивления истиранию. Из-за этого бедренный шарик, который входит в тазобедренный сустав, сделан из керамики. Керамика очень твердая и обеспечивает превосходную стойкость к истиранию. Почти невозможно обрабатывать, когда он находится в спеченном состоянии. Впадина вертлужной впадины или тазобедренная впадина должны обеспечивать нормальный диапазон движений с бедренным шаром, чтобы тазобедренный сустав функционировал должным образом. Это представляет собой интересную задачу, поскольку материал на внутренней стороне тазобедренного сустава должен вызывать минимальное трение с бедренным шариком, и в то же время должен прослужить столько же, сколько и остальная часть протеза тазобедренного сустава.

Решением этой проблемы является ацетабулярная чашка из хромкобальтового сплава с вкладышем из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП). Кобальт-хром — один из самых труднообрабатываемых металлов с рейтингом обрабатываемости 15% от B-1112 (сталь 160 по Бринеллю). ПНД лучше всего обрабатывается с очень острыми инструментами с высоким положительным передним углом. Титан трудно обрабатывать из-за его плохой теплопроводности. Это четыре очень разных материала, каждый из которых требует уникального метода производства. Современные технологии производства и высокотехнологичное оборудование сделали возможным изготовление искусственного сустава, срок службы которого составляет 30 лет. «Современные технологии производства и высокотехнологичное оборудование сделали возможным изготовление искусственного сустава, который прослужит 30 лет».

Методы замены суставов продолжают развиваться. У того же пациента также была частичная замена коленного сустава, в которой использовались два одинаковых материала, которые были у него в бедре, и это означало, что отторжение не должно быть проблемой. На конец большеберцовой кости и конец бедренной кости устанавливается кобальт-хромовый «колпачок». Между двумя металлическими «колпачками» установлена ​​вставка из полиэтилена высокой плотности. Это намного менее инвазивно, чем полная замена коленного сустава, а также позволяет в будущем заменить пластиковую вставку.

Материалы, используемые в современном медицинском производстве, охватывают весь спектр. Они включают в себя все – от инструментов из нержавеющей стали, используемых в хирургии, до армированного углеродным волокном PEEK, используемого для изготовления целеуказателей для правильного определения местоположения имплантатов тазобедренного сустава. Каждый из этих материалов создает уникальные производственные проблемы, но люди, которые могут жить без боли, чрезвычайно благодарны за то, что эти проблемы решены и преодолены с помощью передовой технологии режущего инструмента.

Ранее фигурировало в медицинском выпуске OSG Tool Cutting News 2015.