Filamenty medyczne, czyli technologia FDM w służbie medycyny 0
Filamenty medyczne, czyli technologia FDM w służbie medycyny

Druk 3D to zbiór technologii przyrostowych (addytywnych), których znaczenie nieprzerwanie rośnie. Taki stan rzeczy nie powinien nikogo szokować. Jedną z technik wytwarzania trójwymiarowych obiektów jest Fused Deposition Modelling, czyli FDM. Umożliwia ona drukowanie przestrzennych struktur relatywnie niewielkim kosztem. Sprawia to, iż wykorzystuje się ją w wielu sferach współczesnego świata do produkcji trójwymiarowych obiektów, których produkcja seryjna bywa problematyczna lub po prostu nieopłacalna. Za wykorzystaniem techniki FDM do tworzenia przestrzennych struktur przemawia także ogromna ilość materiałów do druku 3D, z których drukuje się przedmioty omawianą metodą. Mają one właściwości różnorodne. Owa właściwościowa różnorodność sprawia, iż możliwe jest wykorzystywanie ich w roli materiałów-budulców przedmiotów, które tworzy się z myślą o bardzo konkretnych sferach składowych świata współczesnego. Może być to na przykład przemysł. Zaliczana bywa do nich także... Medycyna. Z myślą o niej stworzono filamenty medyczne.

Biokompatybilność

Filament posiadać musi odpowiednie właściwości, dzięki którym możliwe jest wykorzystanie go w roli surowca budulcowego obiektów trójwymiarowych, które są wyrobami medycznymi. Owe cechy zależą od charakteru takiego przedmiotu. Własności materiałowe, których wymaga się tworzyw, z których wykonuje się protezy, mogą różnić się od tych (lecz również się z nimi pokrywać), jakich żąda się od surowców, z których wytworzone zostaną narzędzia chirurgiczne. Czasem będą to zatem zdolności do unicestwiania drobnoustrojów, do których zalicza się także bakterie. Od niektórych filamentów medycznych wymaga się jednak właściwości, jaką jest biokompatybilność. Terminem tym określa się zdolność tworzywa do funkcjonowania w ciele człowieka bez wywierania negatywnego wpływu na ludzki organizm. Aby dany materiał własność taką posiadał, spełniać on musi szereg wymogów. Mowa tu o cechach następujących:

  1. Wysoce biokompatybilny materiał musi być nietoksyczny. Jego interakcja z organizmem ludzkim nie może zatem doprowadzać do obumierania komórek, tkanek i narządów. Materiał, który w mniej lub bardziej byłby w stanie uszkodzić jakikolwiek element składowy organizmu człowieka, nie ma prawa stać się tworzywem biokompatybilnym.
  2. Materiał nie może wchodzić w interakcję z układem odpornościowym człowieka. System immunologiczny to potężna, niezwykle złożona, bardzo precyzyjnie działająca maszyneria biologiczna. W parze z potęgą idzie jednak jego delikatność. Brzmi to paradoksalnie, niemniej należy mieć świadomość, iż taki stan rzeczy wynika m.in. z ogromnej dokładności jego funkcjonowania oraz jego niesamowicie wielkiej złożoności. Jego zadaniem jest utrzymanie organizmu w stanie biologicznej równowagi. Uszkodzenie systemu immunologicznego może mieć bardzo poważne konsekwencje. W związku z tym materiał pretendujący do miana biokompatybilnego tworzywa nie może zatem wchodzić w interakcję z układem odpornościowym człowieka.
  3. Aby dane tworzywo było biokompatybilne, nie może doprowadzać ono do rozpadu czerwonych krwinek. Takie zjawisko określa się mianem hemolizy. Erytrocyty - czerwone krwinki - są niezwykle istotnym składnikiem tkanki, jaką jest krew. Pełni ona wiele bardzo ważnych funkcji w organizmie ludzkim. Hemoliza jest zjawiskiem niebezpiecznym. Konsekwencje jej zajścia są więc bardzo poważne, dlatego materiał, który ma cechować się biokompatybilnością nie może doprowadzać do jej wystąpienia.

Biokompatybilne tworzywa spełnić muszą wiele restrykcyjnych wymogów, aby mogły być określane takim mianem. Określone są one w stosownych dokumentach zwanych normami. Biologiczna ocena wyrobów medycznych (EN ISO 10993) - taka jest właśnie nazwa normy, której reguły zazwyczaj wykorzystuje się, chcąc ocenić, czy dany materiał można określić mianem surowca biokompatybilnego, czy też nie. Biokompatybilność stanowi własność, jaką filament medyczny musi się cechować.

Własności biobójcze

Wybrane filamenty medyczne posiadają właściwości biobójcze. Mowa tu o zdolności materiału do zwalczania drobnoustrojów. Do tego rodzaju organizmów zalicza się nie tylko bakterie! Drobnoustrojami są również wirusy oraz grzyby. Takim mianem określa się także glony i porosty. Nazywa się tak również protisty (zwane też pierwotniakami) oraz roztocza. Zakres pojęcia jest zatem bardzo szeroki. Jak jednak materiał uzyskać może własności biobójcze? Nabywa je on m.in. wskutek wzbogacania tworzywa odpowiednimi surowcami. Zalicza się do nich nanosrebro oraz nanomiedź. Dzięki nim tworzywa stają się materiałami biobójczymi. Istnieją filamenty, których recepturę wzbogacono nanomiedzią. Takie tworzywa do druku 3D wykorzystywać można jako surowce, z których możliwe jest wytwarzanie np. narzędzi chirurgicznych.

Reprezentanci filamentów medycznych

Istnieją producenci materiałów do druku 3D, którzy zdecydowali się na wprowadzenie do swych ofert poduktowych filamentów medycznych. Zaliczają się do nich m.in. Spectrum Filaments oraz Copper3D. Jeden z filamentów tej pierwszej firmy cechuje się biokompatybilnością. Z kolei producent materiałów do druku 3D, którym jest Copper3D, postanowił stworzyć tworzywa, których znak rozpoznawczy stanowi biobójczość.

  1. ABS Medical

    Filament ABS Medical jest materiałem do druku 3D, który wyprodukowany został przez Spectrum Filaments. Granulat ABS-owy, z którego go wytworzono, przebadano pod kątem biokompatybilności zgodnie z procedurami, jakie określa norma ISO 10993-1. Utworzony z niego wydruk trójwymiarowy kompatybilny jest z ludzkim organizmem nawet przez trzydzieści dni! ABS Medical cechuje się bardzo wysoką wytrzymałością mechaniczną. Jest także odporny termicznie. Temperatura mięknienia w ujęciu Vicata filamentu ABS Medical przyjmuje wartość równą 95°C. Materiał firmy Spectrum Filaments bardzo dobrze sprawdza się w roli surowca-budulca, z którego wytworzone zostaną np. protezy tymczasowe.

    Filament ABS Medical firmy Spectrum Filaments

    Szpula filamentu ABS Medical, za produkcję którego odpowiada Spectrum Filaments. Materiał ten występuje w swej barwie naturalnej - charakterystycznej dla tworzywa.

  2. PLActive

    Filament PLActive to tworzywo do druku 3D techniką FDM, które stworzyła firma Copper3D. Oparte zostało ono na PLA. Jego recepturę wzbogacono nanomiedzią. Dzięki jej obecności filament PLActive stał się tworzywem biobójczym. Wytworzonym z niego obiektom trójwymiarowym niestraszne są bakterie, wirusy oraz inne drobnoustroje. Jest on w stanie unicestwić powyżej 99.99% mikroskopijnych organizmów, jakie pojawią się na powierzchni wydruku wykonanego z PLActive. Opracowano go tak, iż pomyślnie przeszedł testy opisane w normach UE o numerach: 1935/2004, 10/2011 i 2023/2006. Wymogi określone standardzie ISO 9001/2015 również są przez filament PLActive spełniane. Materiał ten jest nieskomplikowany w druku i można wytwarzać z niego np. niektóre narzędzia, z których korzystają chirurdzy, wykonując swą pracę.

    Filament PLActive firmy Copper3D

    Szpula filamentu PLActive firmy Copper3D - tutaj w wariancie niebieskim. Dostępny jest również w kolorze zielonym (Apple Green) oraz czerwonym.

  3. MDFLEX

    Filament MDFLEX jest elastycznym materiałem, który - podobnie jak PLActive - wyprodukowany został przez firmę Copper3D. Jego recepturową bazę stanowi TPU. Dodana została do niego nanomiedź. Jego obecność sprawia, iż filament MDFLEX jest biobójczy. Materiał ten przeszedł pomyślnie testy określone w ramach standardu ISO 9001/2015 i norm UE o numerach: 1935/2004, 10/2011 oraz 2023/2006. Filament MDFLEX wykazuje się niemałą elastyczością. Świadczy o tym wartość 98 w skali Shore'a typu A. Materiał ten charakteryzuje się także bardzo dobrą odpornością mechaniczną oraz niemałą niepodatnością na negatywny wpływ wysokich temperatur. Filament MDFLEX nadaje się do wytwarzania wyrobów medycznych, od których wymaga się nie tylko biobójczości, lecz także elastyczności.

    Filament MDFLEX firmy Copper3D 

    Szpula filamentu MDFLEX, który stworzony został przez firmę Copper3D. Materiał ten występuje w dwóch wariantach kolorystycznych - szaro-niebieskim oraz czerwonym.


Filamenty medyczne znaleźć można w ofercie naszego sklepu, klikając tutaj!

Komentarze do wpisu (0)

Informacja w stopce
Menu Szukaj Menu więcej
do góry
Sklep jest w trybie podglądu
Pokaż pełną wersję strony
Sklep internetowy Shoper.pl