Prakticky každý důležitý výrobce zdravotnických implantátů aktivně zkoumá možnosti výroby nejužívanějších typů implantátů z keramických materiálů. Keramické materiály jsou pro toto použití ideální. Oproti kovům či polymerům mají mnohem vyšší pevnost, odolnost vůči otěru, hladký povrch a biokompatibilitu. Keramické materiály však mají jednu výraznou nevýhodu: velmi těžko se obrábějí. Při zmínce o keramice si většina lidí vybaví talíře nebo hrníčky, které se snadno rozbijí při dopadu na tvrdý povrch. To však není případ průmyslových a zdravotnických keramických materiálů. Ty jsou totiž mnohem odolnější, s mnohem větší hustotou, a proto nejsou tak křehké (a bohužel tak snadno obrobitelné běžnými metodami). Naštěstí existuje řešení – laser. Rentgenový snímek kolenních kloubůV současnosti se produkuje pouze velmi malé množství keramických implantátů. Mají většinou jednoduchý tvar, protože se vyrábějí na bruskách s diamantovými kotouči, které mají omezené možnosti, co se týče různých kontur, kapes a dalších složitých tvarů obráběných součástí. Samotné broušení je velmi pomalý proces a výroba je proto nákladná. Z toho vyplývá, že implantáty jsou extrémně drahé. Natolik, že si je vybere jen mizivé procento pacientů, většina zvolí dostupnější kovové implantáty. Většina implantátů se dnes vyrábí z titanu, chromkobaltové nebo nerezové oceli. Nejčastějšími implantáty jsou pak kolenní a kyčelní náhrady, ale využívají se také stehenní, kloubní a holenní implantáty. Průměrná životnost kovových implantátů závisí na jejich použití. Čím více je život příjemce aktivní, tím dříve se implantát opotřebuje. V některých případech se může jednat o pouhých 10 let, u méně aktivních osob pak až 25 let. Znamená to, že u mladších příjemců kovových implantátů by bylo pravděpodobně nutné během jejich života jednou či dvakrát implantát vyměnit. Nutno podotknout, že rehabilitace po těchto typech ortopedických operací, jako jsou nahrazování kolene či kyčle, je velmi bolestivá a trvá velice dlouho. Nyní uvažujme o keramických implantátech, jejichž životnost je průměrně 75 let – v zásadě celý život. Příjemce by absolvoval pouze jednu operaci a pouze jedno období nutné k zotavení. Navíc by došlo k naprosté eliminaci otěru, který vzniká při opotřebovávání kovových implantátů a který způsobuje vnikání cizích částic do těla. Na druhou stranu je jasné, že žádné z výhod keramických materiálů nebudeme moci využívat, dokud nebude možné materiály obrábět při nižších nákladech, což povede k jejich větší finanční i časové dostupnosti. Proto v současné době výrobci, univerzity a další výzkumná zařízení zkoumají a testují nejrůznější přístupy, jak úspěšně obrábět keramické materiály za využití běžných obráběcích strojů. A technika využívající laser se zatím zdá velice slibnou. Klíčovými faktory tohoto úsporného procesu obrábění keramických materiálů jsou speciálně navržené břitové destičky a laserová jednotka připojená na multifunkční obráběcí stroj. Stroj naprosto přesně zaměřuje paprsek laseru na místo před břitovou destičku, čímž změkčuje materiál součásti a ta se pak snadněji obrábí. Mezi řezné materiály umožňující dosažení nákladově efektivního obrábění keramických materiálů patří polykrystalický diamant (PCD) a kubický nitrid bóru (CBN). CBN ukazuje velký potenciál hned v několika aplikacích v keramických materiálech. Navíc jsou na obrábění keramiky testovány i nástroje z extrémně tvrdého karbidu. Mezi řezné materiály umožňující dosažení nákladově efektivního obrábění keramických materiálů patří polykrystalický diamant (PCD) a kubický nitrid bóru (CBN). CBN ukazuje velký potenciál hned v několika aplikacích v keramických materiálech. V současnosti je díky obrábění s využitím laseru možné úspěšně soustružit, frézovat a závitovat keramické materiály jako nitrid křemíku, zirkon a oxid hlinitý. Ale co je nejdůležitější, systém zvyšuje životnost nástrojů a zároveň snižuje dobu nutnou k obrábění těchto materiálů, navíc umožňuje obrábět součásti, které by dříve vyrobit nebylo možné. Organizace zabývající se vývojem techniky obrábění s využitím laseru budou získávat další a další zkušenosti s procesem obrábění keramických materiálů, takže lze předpokládat velký pokrok v použití keramiky ve zdravotnictví a stejně tak i v dalších oborech, jako je výroba ložisek či součástí motorů automobilů a letadel. V tuto chvíli je však nutné nadále testovat, abychom lépe přizpůsobili geometrie břitů obráběcích nástrojů a porozuměli chemickým reakcím mezi nástroji a specifickými keramickými materiály. Dalším vývojem dojde také k efektivnějšímu využití laseru tak, aby rychleji zahříval keramické materiály a byl také přesnější při zaměřování míst součásti, která je třeba předehřát. Pokud se bude metoda využívající laser rozvíjet v současném tempu, mohlo by obrábění keramických materiálů postupně nahradit diamantové kotouče stejným způsobem, jakým soustružení nahradilo broušení před dvaceti lety. A přestože je tato metoda stále ještě v plenkách, na cestě za snížením nákladů na obrábění zdravotnických implantátů a součástí z průmyslových keramických materiálů již bylo dosaženo zásadního milníku. Don Graham, Manager of Education & Technical Services Seco Tools, www.secotools.com/cz