In che modo la lavorazione meccanica di precisione sta influenzando il futuro della fabbricazione di dispositivi medici

di Ralph Zoontjens

15 giugno 2022

10:36

A differenza della produzione convenzionale, la lavorazione meccanica di precisione produce parti con precisione inferiore al micron. Per le applicazioni mediche, ciò offre i vantaggi cruciali della miniaturizzazione, della vestibilità personalizzata e delle prestazioni elevate. Ralph Zoontjens, designer di prodotto specializzato nella stampa 3D, condivide la sua visione su come la lavorazione meccanica di precisione sta influenzando la produzione di dispositivi medici.

Foto di Daniel Smyth su Unsplash

L’Industria 4.0 è in pieno svolgimento e sempre più aziende stanno facendo il passo verso la produzione digitale. Le macchine CNC asportano materiale a velocità incredibili con intelligenza artificiale e precisione migliorate, garantendo che il prodotto soddisfi le intenzioni del progettista.

Con la lavorazione di precisione, la lotta per il dimensionamento e le tolleranze geometriche è finita, poiché le parti saranno coerenti con il modello 3D al micron.

Si tratta di un risultato considerevole, poiché le deviazioni sono spesso visibili tra le parti dello stesso lotto, causando tassi di scarto elevati e mancato rispetto dei requisiti prestazionali.

Il controllo numerico computerizzato (CNC) non trattiene le zone interessate dal calore o altri difetti meccanici della stampa 3D, che è più adatto per prototipi e modelli di pianificazione preoperatoria. Fresando il materiale così com'è, mantiene le sue proprietà meccaniche omogenee per soddisfare standard di qualità più elevati.

La tecnologia di precisione non è solo un miglioramento incrementale. Ha un impatto radicale sulle applicazioni mediche.

È in grado di realizzare parti durevoli che possono essere portate addosso o all'interno del corpo per buona parte della vita. Soluzioni finora impossibili possono ora consentire nuove forme di microchirurgia, ad esempio su neonati embrionali, vasi sanguigni o cervello.

Una serie di dispositivi si basa sulla lavorazione di precisione:

Pompe per insulina

Defibrillatori

Impianti di cardiofrequenzimetri

Pacemaker

Sistemi di somministrazione dei farmaci

Macchine per dialisi renale

Tracker biometrici

Macchine radiografiche portatili

Scanner MRI

Grazie alla tecnologia di precisione, l'involucro del prodotto, l'architettura interna, l'integrazione dell'elettronica e le soluzioni di cablaggio per il vostro tracker biometrico o i raggi X digitali sono ottimizzati. Per i dispositivi indossabili come impianti di monitor cardiaci o pacemaker, il loro fattore di forma minimamente invasivo con involucro microstampato a pareti ultrasottili cambia le regole del gioco sia in termini di comfort che di sensibilità estetica.

Gli strumenti realizzati consentono anche interventi chirurgici assistiti da robot, come gli interventi chirurgici sulle valvole cardiache. E assistiamo a una grande crescita di parti minuscole come setti, sensori, microelettronica, microaghi, stent e viti microlavorate. Inutile dire che ciò richiede una grande specializzazione da parte del fornitore.

La lavorazione di precisione crea la soluzione perfetta per applicazioni critiche come protesi e ortesi. Grazie a queste tecnologie le persone non si sentono semplicemente supportate, ma più capaci.

Le seguenti sostituzioni vengono generalmente fresate utilizzando macchine CNC multiasse in titanio o cromo-cobalto con alcuni componenti in plastica di polietilene, acrilico, polietilene tereftalato o polietere etere chetone:

Principali impianti articolari per spalla, anca o ginocchio

Impianti per la mano, la caviglia o il gomito

Impianti di cranioplastica

Impianti della colonna vertebrale

Sistemi di shunt del liquido spinale cerebrale

Lenti fachiche

Porte per cateteri impiantabili

Impianti cocleari

Sulla base delle scansioni del corpo, queste soluzioni complesse possono essere realizzate per adattarsi perfettamente alla biomeccanica del paziente. Ciò è in netto contrasto con i componenti tradizionalmente realizzati a mano. Con un prodotto lavorato con precisione, non vi è più alcun errore umano, nessuna insoddisfazione del paziente, nessuna seconda operazione.

Professionisti come chirurghi e dentisti traggono vantaggio dall’accesso alla produzione di precisione. Secondo le loro preferenze, ora possono sviluppare strumenti personalizzati come taglierine, aghi per biopsia, portaimpianti, pinze, nebulizzatori e manici a lama, oppure dotare l'assistente robotico di pinze personalizzate.