Ještě do nedávna v medicíně platilo, že chirurg musel během operace zastávat dvě role, zámečníka a zároveň umělce. V případě lebečních implantátů to je bezpochyby pravda, protože chirurg musel často vystřihnout implantát z perforované titanové síťoviny a vytvořit tvar, který by věrně odpovídal geometrickým parametrům pacienta.
Nelze odmyslet ani to, že chirurg nemá nekonečnou časovou kapacitu na každou operaci, což způsobuje stresovou zátěž. To vše se děje ještě před samotným procesem umístění implantátu na požadované místo v těle pacienta. Ať už jde o lícní kosti, nebo o nahrazení spodní čelisti, lebeční či dentální implantáty, musí kombinovat řadu vlastností. Musí být odolné, ale je od nich vyžadováno tlumení nárazů. Je nutností, aby byly tkání přijaty a srostly s ní, ale očekává se, že zůstanou stabilní a trvanlivé. Jedná se o náročné specifické vlastnosti a od toho se také odráží cena. Ta ovšem nemusí být nadstandardně vysoká, protože již nyní jsme svědky toho, že aditivní výroba, jinými slovy technologie 3D kovového tisku, mění celou řadu průmyslových odvětví, a to zcela zásadním způsobem.
ADITIVNÍ TECHNOLOGIE VE ZDRAVOTNICTVÍ
Lékaři nyní objevují celou řadu výhod 3D tisku. Kromě strojů, tedy 3D tiskáren, lékaři požadují nejen fyzická data každého pacienta, ale také dobrého a zkušeného CAD technika, který na tomto základě vytvoří dokonalý implantát. Proces tisku je jednoduchý, stačí zapnout tiskárnu a čekat, až se implantát vytiskne. Vstupem aditivní technologie do zdravotnictví se zásadně mění průběh chirurgického zákroku. Nyní již chirurg nemusí složitě a pracně vystřihávat implantát z titanové síťoviny do požadovaného tvaru, ale místo toho se může plně soustředit na operaci. A na rozdíl od konvenčních výrobních metod se během procesu 3D tisku nevytváří odpad ve formě třísek, což má pozitivní dopad na životní prostředí. Vzhledem k tomu, že většina implantátů je vyráběna z nákladných titanových slitin, šetří se díky aditivní výrobě náklady na výrobu.
ÚSPĚŠNÁ SPOLUPRÁCE FIREM TRUMPF A CONMET
Technologická firma TRUMPF je mimo jiné i výrobcem 3D tiskáren pro zpracování medicínských implantátů. Že má firma TRUMPF zkušenosti ve zdravotnictví, dokládá firma CONMET, moskevský výrobce přístrojů pro zdravotnický průmysl. CONMET se začal zajímat o aditivní výrobu již před deseti lety. Tehdy tato technologie nebyla pro takové aplikace, jako jsou složité lebeční implantáty, dostatečně vyspělá. CONMET požádal několik dodavatelů o výrobu vzorků, ale jejich kvalita zdaleka nesplňovala přísné požadavky. V roce 2017 se společnost rozhodla dát 3D tisku další pokus a vyplatilo se jí to. Započala spolupráce s firmou TRUMPF a jejím kompaktním strojem pro precizní a robustní 3D tisk, TruPrint 1000.
Zaměstnanci společnosti byli ohromeni testovacími díly, které pro ně firma TRUMPF vyrobila ve své aplikační laboratoři. Společnost nyní vyrábí lebeční a zubní implantáty pro pacienty převážně pro ruský trh, ale již brzy plánuje expandovat do celé Evropy.
Jak firma TRUMPF podpořila svého zákazníka? Nejen, že pro něho vyrobila zmiňované testovací díly, je také dodavatelem parametrů procesu pro zpracování kovových materiálů, čímž odpadá enormní úsilí vyvinuté na straně zákazníka pro odlaďování parametrů v průběhu výroby. A v neposlední řadě je dodavatelem certifikovaného titanového prášku. Klíčová byla opakovatelnost úspěšně odzkoušeného optimálního procesu, který byl vyvinut v aplikační laboratoři v sídle firmy TRUMPF v Ditzingenu. Tato kombinace klíčových kritérií přesvědčila CONMET k nákupu stroje.
Během zkušebních tiskových dávek byl vybrán průměr ohniska laseru 30 μm, který zlepšuje povrchovou drsnost implantátů o 20 % ve srovnání s průměrem ohniska laseru 55 μm. Takové nastavení sice způsobuje zpomalení procesu, ale to je sekundární hledisko vzhledem k výrobě kvalitativně náročných a přísně certifikovaných medicínských implantátů.
60 IMPLANTÁTŮ MĚSÍČNĚ
TRUMPF je dodavatelem všeho potřebného příslušenství pro 3D tisk – titanového prášku, stavebních desek, břitů pro nanášení prášku a softwaru. Již zmíněná opakovatelnost je klíčovým faktorem prakticky pro každý sektor výroby. V oblasti medicínských výrobků to může znamenat záchranu života. TRUMPF garantuje firmě CONMET přímé dodávky materiálu a náhradních dílů v případě výpadku nebo poruchy. Dceřiná pobočka TRUMPF v Moskvě je schopna pružně reagovat v případě jakýchkoliv problémů a poskytuje firmě CONMET lokální servis prostřednictvím rusky mluvících servisních techniků. 
CONMET vyrábí implantáty na stroji TruPrint 1000 od začátku roku 2018. Měsíční objem je 60 implantátů a jejich cílem je navýšit produkci o dalších 10 %. Ve srovnání s konvenčními obráběcími metodami jako soustružení a frézování nová 3D tiskárna ušetří na výrobních nákladech až 40 %. Není divu, že počáteční pochybnosti společnosti CONMET již zcela vymizely. Naopak nyní plánují zakoupit další 3D tiskárnu, tentokrát střední formát stroje, TruPrint 3000 pro širší využití. Existují již plány na výrobu zařízení pro fixaci páteře pomocí nového procesu. Pro firmu TRUMPF jako dodavatele technologie je důležité, aby měla společnost CONMET komerční úspěch, protože neusiluje pouze o to, aby si od ní zákazníci kupovali stroje, ale chce vidět, že zákazníci vydělávají peníze a daří se jim.
TITANOVÉ IMPLANTÁTY PRO ČESKÉ ZDRAVOTNICTVÍ Z 3D TISKÁREN
Čeští lékaři a ortopedové nezůstávají v uplatňování nových výrobních technologií pozadu a již využívají 3D tisk v klinické praxi, hlavně při výrobě umělých kostí, tkání a implantátů přímo na míru pacientům. Stejně jako v Rusku, i u nás se používá titanový prášek pro 3D tisk speciálních lebečních implantátů.
Firma TRUMPF má dceřinou pobočku v Praze a nabízí zákazníkům několik typů 3D tiskáren na kovy plus lokální servis a příslušenství. Firma podporuje zákazníky v implementaci aditivní výroby mnoha způsoby. V oblasti zdravotnictví a relevance technologie 3D tisku došlo k výraznému posunu, když se členové z Konsorcia výzkumníků a výrobců zdravotnických prostředků spojili v projektu, který povede k zavedení 3D tisku titanové slitiny do klinické praxe. Cílem projektu pod názvem „3D tisk implantátů s vysokou přidanou hodnotou – spolehlivost, účinnost, individualita“ je zabezpečení dlouhodobé životnosti implantátů vytvořených metodou 3D tisku optimalizací procesu konstrukčního řešení/návrhu, technologie výroby a povrchové úpravy. Tento projekt je dokladem toho, že 3D tisk má v českém zdravotnictví velkou budoucnost. Firma TRUMPF, disponující know-how v oblasti 3D kovového tisku, je schopna stejně úspěšně jako u zákazníka CONMET z Moskvy podpořit nejen firmy, ale i výzkumné instituce a ústavy v ČR, specializující se na titanové implantáty.
Miroslav Ivanko
www.trumpf.com