IN 3D BỘ PHẬN CẤY GHÉP ĐỐT SỐNG CỔ BẰNG VẬT LIỆU PEEK

Trong tập #63 của chương trình The Cool Parts Show, chúng ta sẽ khám phá cách mà nhà sản xuất thiết bị y tế Curiteva đang áp dụng công nghệ in 3D tiên tiến để sản xuất các thiết bị cấy ghép cột sống từ vật liệu PEEK. Đây là một bước tiến đột phá trong y học, giúp tạo ra những thiết kế phức tạp hơn và cải thiện khả năng tích hợp xương.

Giới thiệu về Curiteva và ứng dụng công nghệ in 3D trong thiết bị y tế

Curiteva là một nhà sản xuất thiết bị y tế tiên phong, đặc biệt trong việc phát triển và sản xuất các thiết bị cấy ghép cột sống bằng công nghệ in 3D. Một trong những vật liệu chính được sử dụng là PEEK (Polyether ether ketone), được biết đến với các đặc tính cơ học tương tự như xương, làm cho nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho các thiết bị cấy ghép.

Tuy nhiên, việc sản xuất PEEK, đặc biệt là thông qua công nghệ in 3D, gặp nhiều thách thức. Curiteva đã tìm ra giải pháp để vượt qua những khó khăn này, mở ra tiềm năng mới trong y học.

PEEK (Polyether Ether Ketone) là một loại polymer nhiệt dẻo có hiệu suất cao, thuộc nhóm polyaryletherketone (PAEK). Nó nổi tiếng với các đặc tính cơ học vượt trội, bao gồm độ bền cao, khả năng chịu nhiệt và hóa chất, cũng như khả năng kháng mài mòn. Những đặc tính này làm cho PEEK trở thành một vật liệu lý tưởng trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là y tế và hàng không vũ trụ.

Các bộ phận y tế được in 3D với vật liệu PEEK

Trong lĩnh vực y tế, PEEK được sử dụng rộng rãi để sản xuất các thiết bị cấy ghép, chẳng hạn như các thiết bị cấy ghép cột sống, vì nó có tính tương thích sinh học cao và các đặc tính cơ học gần giống với xương người. Điều này giúp giảm thiểu rủi ro khi cấy ghép và tăng cường sự tích hợp của cấy ghép vào cơ thể bệnh nhân. PEEK cũng có khả năng chống lại sự phân hủy sinh học và không gây phản ứng phụ khi được sử dụng lâu dài trong cơ thể.

Quy trình Fused Strand Deposition (FSD) của Curiteva

Curiteva sử dụng một quy trình độc quyền mang tên Fused Strand Deposition (FSD) để in 3D các thiết bị cấy ghép từ PEEK. Quy trình này cho phép tạo ra các cấu trúc có độ xốp cao, giúp xương có thể phát triển và tích hợp tốt hơn vào thiết bị cấy ghép, điều mà trước đây gần như không thể đạt được với PEEK.

Sản phẩm đầu tiên được sản xuất bằng phương pháp này là thiết bị cấy ghép cột sống cổ và đã được FDA chấp thuận sau một quá trình kiểm tra nghiêm ngặt.

Bộ phận cấy ghép cột sống cổ in 3D vật liệu PEEK

Mở rộng sang các thiết bị cấy ghép cột sống thắt lưng dưới

Sau khi đạt được thành công ban đầu với thiết bị cấy ghép cột sống cổ, Curiteva đã mở rộng sản xuất sang các thiết bị cấy ghép cột sống thắt lưng dưới. Thiết bị này cũng đã nhanh chóng nhận được sự chấp thuận từ FDA, với quy trình phê duyệt chỉ trong 57 ngày, so với 18 tháng cho sản phẩm trước đó.

Sự khác biệt lớn giữa hai dòng sản phẩm là số lượng và kích thước các thiết bị, với hơn 1300 phiên bản khác nhau cho cột sống thắt lưng, so với chỉ 30 phiên bản cho cột sống cổ. Thiết bị cấy ghép mới đã được sử dụng rộng rãi, với hơn 500 bác sĩ phẫu thuật và hàng ngàn bệnh nhân được điều trị.

PEEK còn được ứng dụng trong cấy ghép hộp sọ

Tham quan cơ sở sản xuất của Curiteva

Cơ sở sản xuất của Curiteva tại Huntsville, Alabama, là nơi diễn ra toàn bộ quy trình sản xuất các thiết bị cấy ghép bằng công nghệ in 3D. Ngoài in 3D, cơ sở này còn sử dụng nhiều công nghệ khác như phay năm trục, tiện, và wire EDM.

Đặc biệt, các máy in 3D tại đây đều được Curiteva tự phát triển và đặt trong môi trường phòng sạch, nhằm đảm bảo chất lượng cao nhất cho các sản phẩm y tế. Hiện tại, cơ sở này có chín máy in 3D được chứng nhận để sản xuất, và một máy khác đang được sử dụng cho nghiên cứu và phát triển.

Quy trình sản xuất hoàn chỉnh

Quy trình sản xuất tại Curiteva bắt đầu từ việc chuẩn bị dây PEEK, được cung cấp bởi Evonik. Sau khi sấy khô, dây này được nạp vào các máy in 3D để tạo ra các thiết kế cấy ghép khác nhau. Sau khi in, các sản phẩm được gỡ ra khỏi bàn in, loại bỏ các hỗ trợ và làm sạch bằng IPA (cồn isopropyl).

Tiếp theo, các thiết bị được ủ để giảm căng thẳng, sau đó được gia công để khoan lỗ hoặc thêm các chi tiết cần thiết. Sau khi gia công, sản phẩm được làm sạch lại và trải qua quá trình lắp ráp, trong đó bao gồm việc chèn các chốt định vị bằng titanium để giúp theo dõi qua X-quang. Cuối cùng, thiết bị được phủ hydroxyapatite, giúp xương dễ dàng phát triển vào thiết bị cấy ghép, trước khi được đóng gói vô trùng và lưu trữ.

Bên trong bộ phận cấy ghép vật liệu PEEK được in 3D

Hiệu quả và quy trình sản xuất ít lãng phí

Một trong những ưu điểm nổi bật của quy trình sản xuất tại Curiteva là tỷ lệ lãng phí vật liệu rất thấp, chỉ 2%. Điều này đặc biệt quan trọng vì PEEK là một vật liệu có giá trị cao. Quy trình này giúp Curiteva sản xuất các thiết bị cấy ghép hiệu quả và kinh tế hơn so với phương pháp sản xuất truyền thống, vốn thường tạo ra nhiều lãng phí do gia công nhiều hơn.

Mở rộng sản xuất và mục tiêu tương lai

Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng đối với các thiết bị cấy ghép, Curiteva đang lên kế hoạch mở rộng sản xuất với việc lắp đặt thêm 20 máy in 3D mới tại phòng sạch của mình. Điều này cho thấy Curiteva không chỉ dừng lại ở hai dòng sản phẩm hiện tại mà còn hướng đến việc đáp ứng nhu cầu lớn hơn trong tương lai, đồng thời củng cố vị trí của mình trong ngành sản xuất thiết bị y tế bằng công nghệ in 3D.

Xem thêm: IN 3D KIM LOẠI: CUỘC CÁCH MẠNG TRONG LĨNH VỰC Y TẾ
Bài viết gốc: https://www.additivemanufacturing.media/articles/3d-printed-peek-spine-implants-in-production-the-cool-parts-show-bonus

Địa điểm hỗ trợ sản xuất thiết bị y tế tại Việt Nam

Vinnotek là một công ty hỗ trợ sản xuất thiết bị y tế hàng đầu tại Việt Nam, đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy ngành công nghiệp y tế hiện đại. Là đối tác chính thức của Nikon SLM Solutions, hãng sản xuất máy in 3D kim loại hàng đầu thế giới, Vinnotek tự hào cung cấp các giải pháp in 3D tiên tiến, đáp ứng các yêu cầu khắt khe của ngành y tế.

Ngoài ra, Vinnotek còn hỗ trợ cung cấp đa dạng các loại vật liệu phù hợp cho từng dòng máy in, đảm bảo tối ưu hóa công dụng và hiệu quả sản xuất, từ đó hỗ trợ các doanh nghiệp trong việc tạo ra các sản phẩm y tế chất lượng cao.

Hãy liên hệ với Vinnotek ngay hôm nay để khám phá các giải pháp sản xuất tiên tiến và nâng cao chất lượng sản phẩm y tế của bạn!

THÔNG TIN LIÊN HỆ:

☎Số điện thoại: (+84)905300382

📩Email: sales@vinnotek.com

💻Website: https://vinnotek.com/

⚡LinkedIn: https://tinyurl.com/VINNOTEKlinkedin

⚡Facebook: https://tinyurl.com/VINNOTEK