Udział Europy w postępie technologii implantów kostnych
Naukowcy europejscy nie spoczywają w swoich staraniach o rozwój technologii w różnych dziedzinach, Czego dobrym przykładem jest obszar technologii medycznej i implanty kostne. Do akcji wchodzi zespół badawczy niemieckiego Instytutu Fraunhofera na rzecz inżynierii produkcyjnej i badań nad materiałami stosowanymi, który opracował program symulacyjny obliczający wewnętrzną strukturę i gęstość dystrybucji materiału kostnego. Produkcja implantów kostnych o strukturze podobnej do naturalnej kości staje się łatwa. Najpierw trzeba obliczyć wewnętrzną strukturę i porowatość kości, a potem "wypiec" implant z metalowego proszku. Do wykonania drugiego kroku potrzebna jest maszyna do wytwarzania prototypów. Naukowcy zaangażowani w produkcję implantów kostnych szukają rozwiązań w naturze, przyglądając się uważnie strukturze kości i jej budowie. Kości choć lekkie, potrafią wytrzymać nawet duże obciążenie. Ich wnętrze zasadniczo gąbkowate, w niektórych miejscach jest twarde i zbite. Mając te cechy w pamięci, zespół z Instytutu Fraunhofera stanął oko w oko z wyzwaniem, jakie stawia owa lekka konstrukcja i zadał pytanie: "W jaki sposób można ją skopiować?" Naukowcy opracowali program symulacyjny, który wskazuje jak powinna wyglądać budowa struktury kostnej aby sprostać tym wymogom. To najnowsze osiągnięcie daje inżynierom narzędzia do wytworzenia złożonych komponentów z użyciem technologii szybkiego prototypowania. Proces polega na pokrywaniu powierzchni cieniuteńkimi warstwami specjalnego proszku metalowego. Wiązka lasera spieka (rozgrzewa, ale nie roztapia) rudy lub sproszkowane metale w spójną masę w miejscach, które muszą być twarde. "To jak gdyby pieczenie ciasta" - wyjaśnia Andreas Burblies, przedstawiciel Sojuszu im. Fraunhofera na rzecz numerycznej symulacji produktów i procesów. "W efekcie uzyskujemy element z otwartymi porami." Wszelkie pozostałości proszku są następnie usuwane. "Każdy punkt charakteryzuje się prawidłową gęstością, a więc także pewną stabilnością" - dodaje. Inżynierowie są teraz w stanie stworzyć super lekkie komponenty, przystosowane do konkretnego zastosowania. Dzięki temu komponenty te będą w stanie wytrzymać nawet duże obciążenia. Zespół badawczy pokazał także inżynierom sposób na zmianę struktury wewnętrznej określonych części już po ich wyprodukowaniu, poprzez precyzyjne nawiercanie. "Jesteśmy w stanie wytworzyć i dostosować części dokładnie do wymogów" - mówi Burblies. Eksperci stwierdzili, że wytworzenie poszczególnych części, których struktura wewnętrzna jest podobna do struktury kości pacjenta nie jest trudne. Sproszkowane metale na bazie biomateriałów, jak stopy stali i tytanu, dają inżynierom przewagę, ponieważ rekonstrukcja innych elementów kostnych staje się łatwa. Ta innowacyjna technika posłuży kilku branżom, w tym produkcji implantów kostnych, ale także branży lotniczej i motoryzacyjnej.
Kraje
Niemcy