PEEK (polieteroeteroketon) to wysoce zaawansowany polimer, który coraz częściej znajduje zastosowanie w produkcji implantów medycznych, w tym endoprotez. Jego unikalne właściwości sprawiają, że jest idealnym materiałem do druku 3D, umożliwiając tworzenie indywidualnie dopasowanych implantów o skomplikowanych geometriach.
Najważniejsze zalety PEEK-u w druku endoprotez
- Biozgodność: PEEK wykazuje doskonałą biozgodność, co oznacza, że organizm ludzki dobrze go toleruje, minimalizując ryzyko reakcji alergicznych czy odrzucenia implantu.
- Wytrzymałość: Materiał ten charakteryzuje się wyjątkową wytrzymałością mechaniczną, zbliżoną do kości ludzkiej. Dzięki temu implanty z PEEK są trwałe i odporne na uszkodzenia.
- Lekkość: Mimo swojej wytrzymałości, PEEK jest stosunkowo lekkim materiałem, co przekłada się na większy komfort pacjenta.
- Odporność na ścieranie: Powierzchnia implantów z PEEK jest odporna na ścieranie, co wydłuża ich żywotność.
- Przejrzystość dla promieniowania: Dzięki swojej przezierności dla promieniowania rentgenowskiego, implanty z PEEK ułatwiają kontrolę postępów leczenia.
Porowatość PEEK i gładkość powierzchni endoprotezy – czy to się wyklucza?
To bardzo dobre pytanie, które dotyka fundamentalnego dylematu w projektowaniu implantów: jak pogodzić potrzebę porowatości materiału, która sprzyja integracji implantu z kością, z wymaganiem gładkości powierzchni, która minimalizuje tarcie i zużycie? Istnieje wiele rozwiązań tego problemu i nad wieloma trwają jeszcze prace, ale ogólnie rzecz ujmując jest kilka rozwiązań:
- Gradienty porowatości: Można zastosować gradienty porowatości, czyli stopniowe przejście od powierzchni porowatej do gładkiej. Takie rozwiązanie pozwala połączyć zalety obu tych powierzchni.
- Powłoki funkcjonalne: Na powierzchnię implantu można nanosić cienkie powłoki, które z jednej strony będą gładkie i odporne na ścieranie, a z drugiej strony będą promować wzrost kości.
- Hybrydowe rozwiązania: Można łączyć różne materiały, np. PEEK z innymi materiałami o lepszych właściwościach tribologicznych, tworząc w ten sposób implanty o złożonej strukturze.
Na jakiej drukrce można drukować implanty z PEEK?
Druk 3D implantów z PEEK wymaga specjalistycznego sprzętu, który sprosta wyzwaniom związanym z tym zaawansowanym materiałem. Ze względu na wysoką temperaturę topnienia PEEK i konieczność zapewnienia precyzji oraz powtarzalności wydruku, nie każda drukarka 3D będzie odpowiednia do tego zadania.
Kluczowe cechy drukarki do druku implantów z PEEK:
- Duża objętość komory: W zależności od rozmiaru implantu, drukarka powinna posiadać wystarczająco dużą komorę roboczą.
- Wysoka temperatura topnienia: PEEK wymaga ekstrudera zdolnego do osiągnięcia temperatury przekraczającej 300°C.
- Grzana komora: Aby zapobiec skurczowi i deformacji wydruku, komora druku powinna być ogrzewana do temperatury co najmniej 120°C.
- Precyzyjny wydruk: W przypadku implantów drukarka 3D musi spełniać najwyższe kryteria precyzji druku oraz powtarzalność
- Oprogramowanie: Zaawansowane oprogramowanie umożliwiające precyzyjne projektowanie i slicing modeli 3D, a także monitorowanie procesu druku.
Porponowane drukarki do druku implantów z materiału PEEK – obie cechują się największą precyzją i powtarzalnością wydruków
