Szybkie tworzenie udoskonalonych implantów medycznych
Implanty bioresorbowalne nie wymagają ponownego zabiegu chirurgicznego w celu ich usunięcia. Ponadto dodane do nich środki przeciwbakteryjne lub antybiotyki mogą być w sposób kontrolowany uwalniane w miejscu, w którym znajduje się implant. Wszystkie te cechy znacząco obniżają koszty i urazy związane z leczeniem, minimalizując jednocześnie prawdopodobieństwo powikłań. Obecnie tworzenie nowych bioresorbowalnych implantów trwa dość długo. Proces ten skutkuje znaczną ilością odpadów kosztownych materiałów, jako że kontrola jakości i uzyskanie odtwarzalności stanowią wyzwanie. Uczestnicy finansowanego przez UE projektu BIO-POLYTEC (Enhanced process monitoring and control technology to accelerate development of bioresorbable polymeric medical devices) opracowali zaawansowaną technologię monitorowania procesu, aby poprawić niezawodność i jakość oraz obniżyć koszty i skrócić czas produkcji. Naukowcy skupili się na przetwarzaniu polikwasu mlekowego (PLA) poprzez dyspersję bioaktywnych cząstek fosforanu wapnia do zastosowań w implantach ortopedycznych. Zbadali wpływ typowych procedur przetwarzania, w tym szczególnie wytłaczania, na wszystkie aspekty produkcji. Zawartość i masa cząsteczkowa monomerów to ważne wskaźniki degradacji polimeru, natomiast rozmiar cząsteczek polimerów wskazuje na aglomerację, co jest ważnym miernikiem dyspersji. Aby umożliwić monitorowanie i ocenę w czasie rzeczywistym masy cząsteczkowej PLA, naukowcy stworzyli system spektroskopii NIR. Stworzony przez nich system spektroskopii UV-Vis pozwolił bardzo dokładnie oceniać rozmiar cząstek oraz aglomerację podczas wbudowywania cząstek fosforanu wapnia do PLA. Zespół wyprodukował i przetestował urządzenia do włączania sond światłowodowych do odpowiednich linii procesowych. Następnie przeprowadzono próbne procesy z wykorzystaniem czujników in situ. W rezultacie uzyskano na ich temat znaczącą wiedzę. Naukowcy stworzyli również ultraszybki proces produkcji włókien PLA do zastosowań medycznych, który jest sześć razy szybszy niż wcześniej istniejący proces produkcji Scaffdex RegJoint. W przeciwieństwie do obecnie wykorzystywanych systemów zapewniania jakości, systemy BIO-POLYTEC umożliwiają w 100% ciągłe próbkowanie. Ponadto system ten można wykorzystać również w przypadku innych polimerów, co podkreśla jego uniwersalność. Technologia ta w sposób istotny przyczyni się do podniesienia konkurencyjności przedsiębiorstw europejskich w branży urządzeń medycznych, zdominowanej w dużej mierze przez firmy amerykańskie. Przyspieszy też tworzenie wysokiej jakości bioresorbowalnych urządzeń medycznych, przynoszących istotne korzyści pacjentom oraz całej opiece zdrowotnej.
Słowa kluczowe
Implant medyczny, bioresorbowalny, kontrola procesu w linii produkcyjnej, BIO-POLYTEC, PLA, spektroskopia
