為了固定骨頭和組織,會使用特制的可吸入植入物,比如螺絲和銷釘。這種以聚乳酸(PLA)為基礎的材料的優點在于,可以在規定的時間內在人體內自動溶解。ARBURG(阿博格)和BIOVISION公司一起在電動ALLROUNDER A上加工PLA,比如加工成用于醫療技術的骨釘。
可吸收的植入物的一個優點顯而易見:在痊愈后無需手術就能移除。另外,為了減少排斥反應,比如塑料顆粒需要含有消炎劑。為了使材料能夠及時在體內溶解,材料類型的選擇就很重要。一個重要的參數就是所謂的自身的粘度(天然粘度值)。這個值越小,材料溶解就越快。
要求苛刻的PLA加工
“由于PLA的韌性,所以加工PLA塑料的要求很苛刻,必須要在注塑上有相對應的專業技術”來自ARBURG(阿博格)醫療技術應用咨詢部的 Sven Kitzlinger這樣解釋道,“這種材料的購置成本非常昂貴,每公斤需要數千歐元,另外它對高溫很敏感,不能在料筒長時間停留。”所以,人們在注塑過程中不能犯錯誤。在塑化過程中的過強的材料剪切力可能也會損傷材料,導致它在體內過早溶解。
輕柔地處理材料
“為了能夠優質塑化和減少材料在料筒的停留時間,我們使用了一個特制的15毫米的螺桿,并且上面有加寬的隔片和氮化鉻(CrN)涂層。這樣就能可靠地避免不良的材料降解,避免數量的腐蝕”Sven Kitzlinger這樣說道。
ARBURG(阿博格)在醫療技術和自動化方面有著數十年的經驗。模塊化的設備和一站式交鑰匙方案,配合適當的合作伙伴,可為每一個不同需求的客戶量身定制。
在2016年的技術節上,ARBURG(阿博格)展示了利用一個電動ALLROUNDER 370 A加工Evonik公司的“Resomer L 210S”。配備有一個不銹鋼板本的鎖模單元的潔凈室機器滿足了ISO 13485的最高衛生要求,而ISO 13485是FDA和GMP準則的規定參數。鎖模單元上方一個ISO 7級的整流罩,通過離子化,確保了在生產過程中提供必不可少的清潔空氣。“即使一次注射重量低于一克重,使用我們的微型注塑模塊也是有意義的。”Sven Kitzlinger補充道。“它可以有選擇地將一個用于溶化材料18或15毫米螺桿與一個用于注射的8毫米螺桿相結合。”這樣,根據先入先出原則就確保了對塑料的輕柔加工,也彌補了單純地活塞注入的不足。
注塑植入物或者進行個性化的增材制造
伊爾默瑙的BIOVISION公司十分擅長可吸收塑料的注塑。利用一個ALLROUNDER 270 A和微型模塊可以將PLA和其他材料一起加工成“PolyPIN”型的25至60毫米長骨釘,這種骨釘在外科中用于骨折的固定,在生物力學上減少所要承受的力量。大約兩年后,植入物會溶解。
另一個有趣的應用領域是個性化增材制造的植入物,它能完全按照病人的設計進行制作。原則上可以使用freeformer加工醫用的PLA,ARBURG(阿博格)在2016年的技術日上已經展示過。比如一個臉骨和一個頭骨。在這一新的領域還會有后續的進一步研究。