A evolução dos materiais médicos

Os materiais usados ​​na indústria médica, especificamente na cirurgia ortopédica, percorreram um longo caminho. À medida que os novos materiais são introduzidos na indústria, são feitas inovações nas ferramentas de corte. Quarenta anos atrás, a tecnologia limitada significava que um cirurgião que consertasse uma tíbia quebrada alinharia as peças e colocaria a perna engessada, o que levou meses para cicatrizar. Com os materiais modernos de hoje, como o titânio e os avanços na tecnologia, essa mesma fratura cicatrizaria em questão de semanas.

Outra área em que grandes avanços foram feitos é o campo da cirurgia de substituição articular. No passado, por causa da expectativa de vida das articulações artificiais, esses procedimentos eram normalmente reservados para idosos. Uma substituição do quadril costumava durar de 8 a 10 anos. Com os materiais modernos de hoje, uma substituição do quadril tem uma expectativa de vida de aproximadamente 30 anos. Isso torna viável a substituição do quadril de um paciente de 50 anos, que deve durar até os oitenta anos.

Com vários implantes ortopédicos no mercado, era importante que esse paciente em particular selecionasse a combinação que proporcionaria longevidade com a menor chance de rejeição. O titânio é o material ideal para o pino que é inserido no fêmur. É leve e muito forte, mas não tem resistência à abrasão. Por causa disso, a bola femoral que entra no encaixe do quadril é feita de cerâmica. A cerâmica é extremamente dura e oferece resistência superior à abrasão. É quase impossível usinar uma vez que está em um estado sinterizado. O encaixe acetabular ou o encaixe do quadril deve permitir uma amplitude de movimento normal com a bola femoral para que a articulação do quadril funcione corretamente. Isso proporciona um desafio interessante porque o material no interior do encaixe do quadril deve causar atrito mínimo com a bola femoral, ao mesmo tempo em que pode durar tanto quanto o resto da prótese do quadril.

A solução para isso é um copo acetabular feito de cromo cobalto contendo um revestimento de polietileno de alta densidade (HDPE). O cromo cobalto é um dos metais mais difíceis de usinar com uma classificação de usinabilidade de 15% de B-1112 (aço de corte livre de Brinell 160). Máquinas de HDPE são melhores com ferramentas que são muito afiadas com uma inclinação positiva alta. O titânio é difícil de usinar devido à sua baixa condutividade térmica. Estes são quatro materiais muito diferentes, cada um exigindo um método de fabricação exclusivo. Técnicas de fabricação modernas e ferramentas de alta tecnologia tornaram possível produzir uma junta artificial que durará 30 anos. “Técnicas modernas de fabricação e ferramentas de alta tecnologia tornaram possível produzir uma junta artificial que durará 30 anos.”

As técnicas de substituição de articulações continuam a evoluir. O mesmo paciente também teve uma substituição parcial do joelho, que usou dois dos mesmos materiais que eles tinham no quadril, e significava que a rejeição não deveria ser um problema. Uma "tampa" de cromo-cobalto é instalada no final da tíbia e no final do fêmur. Uma inserção de HDPE é instalada entre as duas "tampas" de metal. Isso é muito menos invasivo do que uma substituição total do joelho e também permite opções futuras para substituir a inserção de plástico.

Os materiais usados ​​na fabricação médica de hoje cobrem toda a gama. Eles incluem tudo, desde os instrumentos de aço inoxidável usados ​​em cirurgia até o PEEK reforçado com fibra de carbono usado para fazer braços de direcionamento para localizar corretamente os implantes de quadril. Cada um desses materiais oferece desafios únicos de fabricação, mas as pessoas que conseguem viver sem dor são extremamente gratas por esses desafios serem abordados e superados com tecnologia avançada de ferramentas de corte.

Apresentado anteriormente no Cutting News 2015 Medical Edition da OSG Tool.