La stampa 3D è una tecnologia all'avanguardia ampiamente utilizzata in molti aspetti della produzione e della vita, con numerose applicazioni in diversi settori.
Il campo medico sta gradualmente diventando una grande applicazione per la stampa 3D, con soluzioni mediche precise e personalizzate portate in tavola, che creano nuove e uniche opportunità per il settore.
La ricerca di nuovi materiali implantari diventa la nuova esigenza
Nell'industria medica, la tecnologia di stampa 3D in metallo è stata ampiamente utilizzata per la riparazione e la sostituzione dei tessuti duri. I materiali metallici come l'acciaio inossidabile e le leghe di titanio sono materie prime tradizionali per gli impianti di tessuti duri. Con la promozione della stampa 3D all'interno delle applicazioni mediche, il materiale PEEK è emerso gradualmente tra molte materie prime per la stampa 3D medica, e per buoni motivi. Il PEEK ha un'eccellente biocompatibilità ed è relativamente facile da lavorare e modellare rispetto al tradizionale titanio utilizzato per gli impianti. Il PEEK è anche più trasmissivo ai raggi X e presenta vantaggi simili all'elasticità ossea. Grazie a queste eccezionali caratteristiche, il PEEK è diventato il più importante sostituto termoplastico per gli impianti in titanio ed è attualmente utilizzato nella produzione.
Un intervento chirurgico minimamente invasivo per la sindrome dello schiaccianoci utilizzando l'impianto in PEEK
La sindrome renale dello schiaccianoci, nota anche come sindrome da intrappolamento della vena renale sinistra, è caratterizzata da un deflusso impedito dalla vena renale sinistra alla vena cava inferiore a causa di un angolo anormalmente stretto tra l'aorta addominale e l'arteria mesenterica superiore o tra l'aorta addominale e la colonna vertebrale, simile a una noce tra le fauci di uno schiaccianoci. Questo fenomeno provoca la formazione di reflusso venoso, varici ilari renali e aumento della pressione della vena renale sinistra, che causano principalmente ematuria, proteinuria e dolore al fianco sinistro/addominale, nonché congestione pelvica nelle femmine e varicocele sinistro nelle donne. maschi. Sebbene non comune, questa diagnosi è importante a causa del rischio di morbilità associate, compresa la malattia renale cronica dovuta a ipertensione della vena renale sinistra a lungo termine e trombosi della vena renale sinistra.
Il trattamento chirurgico è il trattamento più efficace per alleviare la compressione della vena renale sinistra e alleviare i sintomi. Nel 2018, il Dipartimento di Urologia dell'ospedale Tangdu in Cina, ha condotto la prima operazione al mondo utilizzando la tecnologia di stampa 3D per produrre impianti umani utilizzando materiale PEEK biocompatibile, creando un altro precedente per il trattamento della sindrome dello schiaccianoci. Il processo di stampa PEEK richiede una temperatura ambientale e degli ugelli molto elevate, quindi è necessario che le apparecchiature di stampa 3D abbiano un ambiente a temperatura costante e siano in grado di stampare a queste temperature elevate. L'ospedale Tangdu ha trovato nella stampante 3D INTAMSYS FUNMAT HT la soluzione perfetta per soddisfare le esigenze della stampa medica PEEK e per esplorare più opportunità con questo materiale. I principali vantaggi del FUNMAT HT sono la temperatura della camera che può raggiungere i 90°C e l'ugello di estrusione che può raggiungere i 450°C, che impedisce la deformazione delle parti stampate in PEEK.
Il PEEK sostituisce la lega di titanio come materiale implantare preferito
In passato, gli impianti per questa operazione erano per lo più leghe di titanio. Con l'approfondimento delle applicazioni di stampa 3D, PEEK ha ricevuto sempre più attenzione. Essendo un tecnopolimero termoplastico, il PEEK gode di eccellenti proprietà meccaniche e mostra buone prestazioni. La sua biocompatibilità, resistenza chimica, facilità di lavorazione e sterilizzazione ripetibile, lo hanno trasformato in un sostituto delle leghe di titanio.
Secondo il professor Cao Tiesheng, capo del Centro di ricerca sulla stampa 3D di un'università medica in Cina, "Gli impianti in PEEK presentano molti vantaggi rispetto agli impianti in lega di titanio utilizzati in precedenza. Prima di tutto, il materiale PEEK non influenzerà la successiva visita medica dei pazienti, come TC, ecografia B, esami medici di risonanza magnetica, ecc. Allo stesso tempo, non causerà problemi al paziente per salire a bordo dell'aereo e per passare il controllo di sicurezza. Inoltre, il PEEK e i suoi materiali compositi hanno una buona resistenza all'usura, che può efficacemente evitare l'infiammazione e l'osteolisi intorno all'impianto causate da particelle di usura. Pertanto, l'applicazione del PEEK negli impianti ortopedici è considerata uno dei migliori materiali candidati per sostituire gli impianti tradizionali in lega di titanio."
La stampa 3D aiuta a realizzare stent extravascolari precisi e personalizzati
Con l'aiuto della tecnologia di stampa 3D, il metodo di trattamento è più accurato e personalizzato che mai, poiché gli stent extravascolari artificiali si basano sulla struttura anatomica fisiologica del paziente. I medici possono ora anche eseguire la verifica preoperatoria e la pianificazione su un modello 1:1 prima dell'intervento.
Per il trattamento della sindrome dello schiaccianoci, il Tangdu Hospital ha prima stampato in 3D un prototipo e un progetto di verifica del modello di stent chirurgico, basato sulla patologia del paziente. Ha quindi stampato l'impianto PEEK utilizzando la stampante 3D INTAMSYS FUNMAT HT, per aiutare ad alleviare la malattia del paziente.
Il Tangdu Hospital ha una ricerca approfondita sulle soluzioni di stampa 3D, in particolare nelle applicazioni di materiali ad alta temperatura, come il PEEK. Tuttavia, il processo di stampa PEEK richiede temperature ambientali e degli ugelli molto elevate, quindi è necessaria un'attrezzatura di stampa 3D industriale. Il Tangdu Hospital ha conferito alla stampante 3D INTAMSYS FUNMAT HT un alto grado di riconoscimento per le esigenze delle applicazioni cliniche. A tal proposito, INTAMSYS ha firmato un accordo di cooperazione strategica con l'ospedale Tangdu nel maggio 2021. Le due parti esploreranno le diverse applicazioni dei materiali di stampa 3D in campo medico. Le soluzioni di stampa 3D per applicazioni mediche, comprese apparecchiature, software e materiali, verranno continuamente migliorate.
Al fine di fornire all'ospedale Tangdu condizioni di ricerca ancora migliori, INTAMSYS ha sponsorizzato un'unità FUNMAT PRO 410, una stampante 3D multimateriale intelligente con un volume di costruzione maggiore, dotata di doppi ugelli intelligenti, in grado di gestire una varietà di strutture e materiali complessi. La temperatura di stampa degli ugelli può raggiungere i 500 ℃ e il sistema è dotato di una camera a temperatura costante, che può soddisfare meglio le esigenze della stampa medica PEEK. Questo nuovo sistema consentirà ai medici ospedalieri di Tangdu di esplorare ancora più applicazioni e di ottenere una precisione e una personalizzazione ancora migliori quando si effettuano piani medici per i pazienti.
“Il pensiero innovativo come l'integrazione interdisciplinare e medico-industriale è un mezzo potente per l'ulteriore sviluppo della medicina clinica e la tecnologia di stampa 3D medica è una spada così affilata che può superare i problemi clinici pratici. Credo che nel prossimo futuro, la tecnologia di stampa 3D spingerà l'industria medica in una nuova entusiasmante era.”
Professor Cao Tiesheng
