Kus kostry na míru

Až donedávna se zdravotnické prostředky, jako jsou ortopedické, traumatologické či onkologické implantáty, vyráběly výhradně klasickými metodami. I když se kování, odlévání či třískové obrábění používají dodnes, v posledním desetiletí sílí podíl implantátů vyrobených s využitím 3D tisku. Jde zřejmě o největší technologictou změnu od počátku masového využívání implantátů pro běžnou populaci.

Příběh technologií 3D tisku implantátů začal před deseti lety nástupem tisku plastů. Polymerních materiálů, využívaných touto technologií, je velké množství a jejich výběr pro konkrétní užití se řídí očekáváním, které lékaři a inženýři od daného výrobku mají. Jednorázové modely kostí vznikají z nejběžnějších typů, jako jsou polyamid či polyetylen. Šablony, jež budou v kontaktu s tkání, musejí být z materiálů schválených pro tyto účely, zpravidla polylaktidu a polyéteréterketonu. Nabídku plastových materiálů v posledních asi pěti letech rozšiřuje výroba implantátů s využitím 3D tisku kovů. Jedním z nejperspektivnějších je biokompatibilní titanová slitina, vhodná zejména pro dlouhodobé implantáty.

Polotovar 3D tištěných dílů umístěných na základové desce ze stejného materiálu (Ti6Al4V). Všechny díly jsou na desku „uchyceny“ pomocí technologických podpor, které se odstraní po tepelném zpracování (žíhání ve vakuu a následném chladnutí pomocí argonu). Následuje třískové opracování funkčních ploch a další zámečnické práce jako broušení a leštění. Nakonec se nanáší povlak DLC (diamond like carbon), který zlepšuje povrchové vlastnosti výrobku. Snímek ProSpon

Technologie 3D tisku umožnila proces vzniku implantátu urychlit a posílila přístup, který může být z podstaty vysoce individualizovaný. Již na úrovni počítačového modelu je možno vytvořit unikátní konstrukci, vymodelovanou přesně podle konkrétní předlohy, jíž je zpravidla snímek konkrétního pacienta pořízený počítačovým tomografem (CT). V další fázi může konstruktér budoucího implantátu ve spolupráci s lékařem-operatérem zvolit místa, která mají mít porézní povrch pro rychlé prorůstání kostní tkáně. S jejich pomocí se implantát s kostí spojí rychle a pevně. V případě nutnosti lze přenos budoucího namáhání předem optimalizovat tím, že povrchová část implantátu bude plynule měnit strukturu. Takto navržený implantát je pak už relativně snadné vytisknout.