Technologia medyczna jest ważną siłą napędową druku 3D. Produkty, które można w łatwy sposób skonfigurować, oferują bowiem bezprecedensowe możliwości dla szerokiej gamy rozwiązań medycznych. Dlatego druk 3D w medycynie zyskuje coraz większą popularność.
Druk 3D w medycynie – gdzie go spotkamy?
Elementy z drukarki 3D, wykorzystywane w medycynie, możemy dziś spotkać na każdym kroku. Używa się ich np. w produkcji niestandardowych komponentów dla pacjentów, takich jak aparaty słuchowe. Szpitale wyposażają się we własne drukarki 3D, aby szybko zaopatrywać się w części zamienne i akcesoria do laboratoriów i maszyn. Dzięki szybkim technologiom prototypowania, rozwój innowacyjnych urządzeń laboratoryjnych i gabinetowych oraz mebli medycznych jest szybszy i ekonomiczny. Dzięki temu zoptymalizowane rozwiązania szybciej trafiają na rynek, a tym samym są dostępne dla branży medycznej.
Nawet w czasach kryzysu i w krajach biednych, druk 3D oferuje szybkie i efektywne możliwości. Na przykład, w czasie szalejącej epidemii koronawirusa, części respiratorów, masek oddechowych i elementów wyposażenia szpitalnego jest drukowanych przez kilka firm. DOstarczają je one tam, gdzie są potrzebne w możliwie najkrótszym czasie.
W krajach, w których eksport części do sprzętu medycznego jest kosztowny i czasochłonny, drukarki 3D stanowią szybkie i niedrogie rozwiązanie.
Innowacyjne rozwiązania z zakresu technologii medycznej i druku 3D
Technologie wspomagające są szczególnie innowacyjne w produkcji implantów i protez. Ale trend idzie jeszcze dalej – istnieją już wstępne badania nad funkcjonującymi organami wydrukowanymi z materiału organicznego. Już dziś, sztuczne organy są wykorzystywane w szkoleniu chirurgów i w przygotowaniach do skomplikowanych operacji. Specjaliści prowadza intensywne badania nad materiałami i procesami, które będzie można wykorzystać w procesie leczenia ludzi, w celu zastąpienia chorych lub uszkodzonych organów.
Innowacyjne rozwiązania powstają również przy wykorzystaniu druku 3D w projektowaniu i produkcji sprzętu medycznego i laboratoryjnego. Szybkie prototypowanie jest szeroko stosowane w technologii medycznej do opracowywania wysoko wyspecjalizowanych rozwiązań. Często jest to bardzo specyficzny sprzęt dla szpitali i laboratoriów, który jest produkowany z niewielkimi marżami.
Konwencjonalne procesy produkcyjne wiążą się z wysokimi kosztami, na przykład przy odlewaniu form. Przy zastosowaniu druku 3D są one eliminowane, dzięki czemu produkty końcowe są tańsze. Oczywiście, specjalne maszyny często wymagają specjalnych materiałów. Muszą więc być one zgodne z obostrzeniami dla materiałów do pomieszczeń czystych, odpornych na bakterie, chemikalia czy sterylizację w autoklawie.
Jakie są kluczowe problemy z rozwiązaniami w zakresie druku 3D dla urządzeń medycznych?
W przypadku stosowania w szpitalach i przy produkcji wyrobów medycznych szczególnie ważne jest, aby elementy mechaniczne mogły być dokładnie czyszczone i dezynfekowane. Aby zapobiec osadzaniu się zarazków lub bakterii na powierzchniach, musimy stosować materiały z gładką powierzchnię lub wygładzone po wydrukowaniu. Niektóre urządzenia muszą być zdolne do autoklawowania – materiał musi być również w stanie wytrzymać to bez problemów ze strony osadzającej się wody. Z reguły stosuje się do tego celu tworzywa sztuczne PEEK i PPSU. Oficjalne wymagania dotyczące zatwierdzenia maszyny medycznej są szczególnie wysokie. Je również musimy więc brać pod uwagę przy projektowaniu i doborze materiałów.
W produkcji protez i mechanizmów podporowych kluczowym czynnikiem jest również waga – im lżejsze są poszczególne części, tym łatwiej jest obsługiwać je użytkownikowi końcowemu. Nie należy jednak zapominać również o tarciu i zużyciu, ponieważ ruchy muszą być płynne, a regularna wymiana elementów jest czasochłonna i kosztowna.
W jakich urządzeniach medycznych stosowane są już elementy drukowane 3D z igus?
Łożyska ślizgowe, prowadnice liniowe i e-prowadniki wykonane z wysokowydajnych tworzyw sztucznych igus są od lat stosowane w różnych dziedzinach techniki medycznej.
Bezsmarowe, przeznaczone do stosowania w pomieszczeniach czystych, odporne na media, wolne od korozji i ciche. Wszystkie te właściwości sprawiają, że produkty igus idealnie nadają się do szerokiej gamy urządzeń medycznych i protez. Szeroka gama specjalnych tworzyw sztucznych obejmuje liczne rozwiązania do budowy elementów odpornych na zużycie, a stosowanych w technologii medycznej.
Druk 3D w medycynie to bezprecendensowe możliwości – od szybkości, przez ilość, po jakość…
Wydrukowane elementy 3D z filamentów iglidur i proszku SLS już teraz zapewniają bezsmarową i niskotarciową pracę. Doskonale sprawdzają się m.in.:
- w urządzeniach do analizy krwi,
- inkubatorach,
- wytrząsarkach termicznych,
- pompach infuzyjnych,
- maszynach do dializ,
- urządzeniach pakujących do próbówek z krwią i leków.
Do najczęściej zamawianych części należą koła zębate, skomplikowane nakrętki gwintowane i złożone elementy polimerowe, przygotowywane na specjalne zamówienie.
Nawet, jeśli nie ma materiałów do drukowania 3D firmy igus, odpowiednich do stosowania w pomieszczeniach czystych, klienci z branży medycznej znają i doceniają te odporne na zużycie, szybko dostępne części z tworzyw sztucznych. Dlatego też w przypadku pojedynczych części funkcyjnych i prototypów funkcyjnych polegają na filamentach iglidur i częściach SLS.
Takie części, w tym przypadku “stawy palcowe”, zostały wykorzystane do budowy egzoszkieletu dłoni. Zespół Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii w Zurychu (ETHZ) skonstruował egzoszkielet ręczny z materiału iglidur do drukowania 3D. Wspiera on pacjentów z udarem w wyzwalaniu codziennych ruchów, takich jak ruchy chwytające. Szczególne znaczenie ma tu lekkość materiału, jak również minimalne tarcie. Większy ciężar i tarcie utrudniłyby właściwe i płynne funkcjonowanie egzoszkieletu ręki.
Jakie rozwiązania oferuje usługa druku 3D firmy igus dla technologii medycznej?
W naszej usłudze drukowania 3D części zamienne, prototypy, jak również serie elementów odpornych na ścieranie można zamówić online. Nakrętki gwintowane, koła zębate, rolki, łożyska ślizgowe i elementy ślizgowe można zaprojektować bezpłatnie online za pomocą konfiguratorów CAD i zamówić bezpośrednio z narzędzia online z odpowiedniego materiału.
Części wykonane z igliduru I3 są odpowiednie dla skomplikowanych komponentów, gdzie wymagane jest niskie tarcie i wysoka odporność na zużycie. Z kolei iglidur I6 oferuje dodatkową wytrzymałość dla elementów poddanych większemu obciążeniu.
Nasz asortyment filamentów oferuje również rozwiązania, które można stosować w przemyśle medycznym. iglidur A350 jest filamentem wysokotemperaturowym, który opracowaliśmy przede wszystkim do zastosowań mających kontakt z żywnością. Nadaje się jednak również do stosowania w niektórych obszarach techniki medycznej.
Jeśli chciałbyś przetestować nasze filamenty, wystarczy że zamówisz bezpłatne próbki produktu niezbędne dla Twoich potrzeb. Możesz poprosić o te próbki z odpowiednich kart produktów w naszym sklepie z filamentami.
Zobacz również: Technologia medyczna. Jakie wymagania są stawiane przed elementami używanymi w urządzeniach i sprzęcie medycznym
Druk 3D ma obecnie spore przełożenie na medycynę, nawet słyszałem o drukowaniu niektórych części ciała. Z pewnością można stwierdzić, że jest to przyszłość, która może wiele wnieść i zmienić.
W tym wypadku ogromną zaletą jest możliwość drukowania pojedynczych artykułów lub elementów w dość niskiej cenie i bez konieczności uruchamiania całej linii produkcyjnej, co przy pojawieniu się choćby jednego niedociągnięcia w przedmiocie mogłoby narazić przedsiębiorstwo na ogromne koszty.