Stampa 3D con titanio per impianti medicali

titanio

Gli specialisti in produzione additiva e polveri di metallo di Sandvik stanno esplorando il potenziale dell'additive manufacturing in campo medico e si stanno preparando per il futuro degli impianti medicali in titanio.

Gli incidenti mortali, i danni vertebrali, le patologie osteopatiche croniche e gli effetti collaterali dei trattamenti medici possono causare danni irreparabili ai pazienti.

Le conseguenze possono essere dolorose, debilitanti e persino fatali, quindi dobbiamo sviluppare soluzioni per aiutare il corpo umano a superare le sfide, accelerare il processo di guarigione e migliorare la prognosi del paziente.

La tecnologia degli impianti medicali si è sviluppata notevolmente nel corso degli anni e una delle tecnologie più dirompenti nel capo della produzione è destinata a trasformare il modo in cui trattiamo i pazienti.

Gli sviluppatori di impianti medicali richiedono una tecnologia di produzione che offra velocità, personalizzazione e capacità di realizzare progetti complessi.

La stampa 3D, abbinata a materiali biocompatibili come il titanio, sta dimostrando il suo evidente potenziale come tecnologia di produzione prescelta dall'industria medica per soluzioni che cambiano la vita.

In passato i chirurghi utilizzavano la rete metallica per sostituire aree del corpo come le ossa del cranio, ma la rete tendeva ad essere debole e mancava di precisione.

La stampa 3D elimina questi difetti perché utilizza l'imaging medico per creare un impianto personalizzato, modellato esattamente in base ai dati anatomici dell'individuo.

Ciò significa che il paziente può essere dotato di un pezzo perfettamente corrispondente all'area del cranio perduta o danneggiata da sostituire.

A Sandviken, in Svezia, si trova uno degli impianti di produzione di polvere di titanio più all'avanguardia al mondo.

Presso lo stabilimento, gli esperti di Sandvik stanno lavorando al potenziale dei dispositivi in titanio stampati in 3D per l'industria medica.

Come sostiene Harald Kissel, responsabile ricerca e sviluppo presso la business line Additive Manufacturing di Sandvik, “Titanio, stampa 3D e settore medico sono una combinazione perfetta”.

Il titanio ha proprietà eccellenti - prosegue Harald Kissel - ed è uno dei pochi metalli accettati dal corpo umano, mentre la stampa 3D può fornire rapidamente risultati su misura per un settore in cui agire rapidamente potrebbe fare la differenza tra la vita e la morte”.

Oltre ai vantaggi materiali offerti dal titanio, la produzione additiva può contribuire al superamento di alcune sfide nella produzione di impianti medici e protesi.

In genere, il processo di adattamento di una protesi comporta diverse visite per realizzare un dispositivo che si adatti al paziente e alle sue esigenze.

Di conseguenza, il tempo che intercorre tra l'intervento chirurgico che cambia la vita di un paziente e la ricezione del dispositivo può essere estremamente lungo.

Se un paziente subisce un grave incidente, che distrugge aree come il cranio o la colonna vertebrale in modo irreparabile - spiega Harald Kissel - semplicemente non ha tempo da perdere per assicurarsi che i dispositivi ricostruttivi si adattino correttamente. Invece, gli vengono fornite soluzioni che funzionano, ma che non sono fatte su misura per il corpo di quel paziente. I lunghi tempi di attesa e la mancanza di personalizzazione possono davvero influire su come un paziente si sente dopo aver subito un evento, o una procedura, che gli ha cambiato la vita. Anche nel 2020, ci sono ancora pazienti protesici che utilizzano dispositivi che non si muovono, o che sono semplicemente dei ganci”.

Con la tomografia computerizzata - dice Kissel - è possibile ottimizzare progetti che semplicemente non possono essere realizzati con altri metodi di produzione. Inoltre, possiamo rendere i nostri progetti più leggeri, con meno sprechi di materiale e in tempi più brevi. I pazienti potrebbero ricevere un dispositivo perfettamente corrispondente, in meno tempo e utilizzando un materiale leggero e performante”.

Nell'estate del 2020, lo stabilimento specializzato in polveri di metalli di Sandvik ha ottenuto la certificazione medica ISO 13485:2016 per le sue polveri di titanio Osprey, collocando il suo processo di produzione altamente automatizzato all'avanguardia nello sviluppo di dispositivi medici. Dato che la AM cambia le regole del gioco in molti ambiti della produzione, è chiaro che nel settore medico il suo potenziale avrà un impatto rivoluzionario.

Sandvik fa inoltre parte di uno dei progetti di ricerca più innovativi nel settore medico, contribuendo con la sua vasta esperienza nel campo dei materiali.

Lo Swiss M4M Center in Svizzera è una partnership fra pubblico e privato avviata dal governo svizzero, con l'obiettivo di far evolvere la stampa 3D in ambito medico a un livello tale da consentire lo sviluppo e la produzione di impianti innovativi e specifici per il paziente in modo rapido ed economico.

Lo Swiss M4M Center - spiega Harald Kissel - ha lo scopo di costruire e certificare una linea di produzione completa end-to-end per applicazioni mediche, come gli impianti. Essere in grado di facilitare questa iniziativa attraverso la conoscenza dei materiali unica maturata all'interno di Sandvik è un'esperienza incoraggiante. Unire le forze con una rosa di esperti per reinventare il futuro dei dispositivi medici e la vita di migliaia di persone è un'esperienza fuori dal comune”.

 

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