3d-tulostus tarjoaa nopean keinon vaativien ortopedisten mittatilausimplanttien valmistukseen. Menetelmän tarkkuus ja lähes vapaa geometrian hallinta antavat täysin uudet lähtökohdat implanttirakenteiden kehittämiselle.

Tämä käy ilmi Oulun yliopiston ja Costa Rican TEC-yliopiston yhteisestä tutkimushankkeesta.

Kun tutkijat 3d-tulostivat kiinteiden metallirakenteiden sijaan tarkoitukseen suunniteltuja huokosmaisia rakenteita, niiden joustavuus oli mahdollista optimoida eri luutyyppien mukaan.

Huokoisuutta voidaan myös kontrolloida niin, että implantin pinta tehdään osin kiinteäksi, osin huokoiseksi. Kiinteys parantaa kestävyyttä, huokoisuus kudosten tarttuvuutta.

Tällainen uudenlainen implantti voidaan kiinnittää luuhun ahdistusliitoksena ilman ruuveja. Luukudos kasvaa tällöin implanttiin kiinni huokoisilta alueilta.

Implantin erittäin huokoinen sisärakenne on erinomainen alusta esimerkiksi verisuonten ja hermokudosten kasvulle.

Menetelmällä voidaan myös merkittävästi lieventää kuormituksen aiheuttamia vahinkoja luun ja implantin rajapinnassa ja pidentää implantin elinikää.

Uutta implanttirakennetta voidaan tutkijoiden mukaan hyödyntää yleisimmissä ortopedisissä sovelluksissa, kuten lonkassa, polvessa tai selkärangassa, mutta se sopii myös harvinaisempiin kohteisiin.

Tuotantoketju lyhenee, implantin ikä pitenee

Vielä toistaiseksi ortopedit joutuvat tyytymään standardikokoisiin koneistettuihin implantteihin, joita ei kyetä räätälöimään potilaskohtaisesti.

”Ortopedisissä sovelluksissa teknisesti suurin haaste on metallien suuri jäykkyys suhteessa eri luutyyppien jäykkyyteen”, kertoo tutkimusjohtaja Antti Järvenpää Oulun yliopiston Kerttu Saalasti -instituutista.

”Käytössä perinteinen kiinteä ja siksi jäykkä metalli-implantti rasittaa ympärillä olevaa joustavampaa luukudosta ja voi johtaa ennenaikaisiin vaurioihin.”

Digitalisoitu prosessi CT-kuvantamisesta implantin valmistukseen sen sijaan mahdollistaa kirurgisen suunnittelun asiakaskohtaisesti. Kun uudenlaiset implantit saadaan käyttöön, myös vaurioiden uskotaan vähenevän.

Lisäksi prosessi lyhentää implanttien tuotantoketjua, kun biosoveltuvuudelle usein välttämätöntä karheaa ja huokoista pintaa ei enää tarvitse tuottaa erillisessä jälkikäsittelyssä.

Testataan eläinten luissa

Metallisten hilarakenteiden kestävyyskokeita on tehty laboratoriomitassa Oulun yliopistossa. Tulokset ovat olleet lupaavia.

Esikliiniset kokeet käynnistyvät vielä helmikuun aikana Costa Ricassa, jonne oululaistutkijat veivät 3d-tulostettuja metallinäytteitään.

Metallinäytteet asennetaan eläinten luihin mekaanista laboratoriotestausta ja biosoveltuvuuskokeita varten.

(Kuva Aappo Mustakangas) 3d-tulostusta on tähän mennessä hyödynnetty lääketieteen alueella vasta vähän, lähinnä hammaslääketieteessä ja instrumenttivalmistuksessa. Tulevaisuudessa 3d-tulostetut implantit voivat korvata särkyneitä luita.

Lue myös:

Suomalaista 3d-tulostuksen osaamista viedään kohti maailman kärkeä

Oulun yliopistolle rahoitus metallin 3d-tulostuksen kehittämiseen

Oulussa tutkitaan ja edistetään metallin 3d-tulostusta

Tilaa Kemiamedian uutiskirje!

Tilaajana saat sähköpostiisi kerran viikossa kiinnostavimmat uutiset ja tärkeimmät tiedot alan tapahtumista ja työpaikoista.

Arvomme uusien uutiskirjetilaajien kesken palkintoja.

Lue lisää ja tee tilaus täällä.

P.S. Oletko kemian seurojen jäsen? Jos haluat uutiskirjeemme myös vuonna 2023, käy uusimassa tilauksesi täällä.