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Heraeus mostra metalli amorfi per AM di impianti medici

Ricerca condotta in collaborazione con l'Università di Graz

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Fino ad ora, gli impianti e le protesi erano per lo più realizzati in acciaio o titanio. Ciò presenta degli svantaggi poiché questi materiali non si adattano sempre in modo ottimale ai pazienti e alle loro ossa. Possono rompersi e richiedere operazioni ripetute. Una recente ricerca di Heraeus Amloy insieme all’Università di Graz è sull’orlo di una svolta, dimostrando che i metalli amorfi possono essere utilizzati per la produzione additiva di impianti medici.

Gli archi costali, ad esempio, devono sopportare circa otto milioni di movimenti respiratori ogni anno. Non è quindi raro che i pazienti subiscano fratture da fatica perché i materiali non sono sufficientemente elastici. Si rende così necessaria una nuova operazione. Alternative più durevoli e migliori non esistono ancora.

Insieme all’Università di Graz, Heraeus Amloy sta ricercando impianti specifici per il paziente e come possono essere prodotti e utilizzati in stretta collaborazione con le cliniche nell’ambito del progetto CAMed (Clinical Additive Manufacturing for Medical Applications). L’attenzione si concentra sulla catena completa del processo di produzione. I partner del progetto si affidano alla produzione additiva. Gli impianti in metallo amorfo fabbricati in 3D sono biocompatibili e possono essere adattati individualmente al fisico del paziente, un vantaggio in particolare nel caso di fratture complesse. Il processo consente inoltre di risparmiare materiale. Questo perché il laser costruisce solo le strutture dove sono necessarie.

metalli amorfi
Jürgen Wachter, capo della business unit Heraeus Amloy

I risultati iniziali del progetto CAMed sono promettenti: gli impianti prodotti in modo additivo con vantaggi per pazienti e ospedali sono quindi a portata di mano. Sono concepibili anche altre applicazioni come protesi o valvole cardiache.

Affinché la stampa 3D abbia davvero successo, sono necessari materiali speciali. È qui che entrano in gioco i metalli amorfi, noti anche come vetro metallico. Tali metalli si sono dimostrati veri tuttofare per la tecnologia medica, esibendo proprietà straordinarie: poiché sono formati da fusioni metalliche congelanti, gli atomi non hanno modo di formare un reticolo cristallino e quindi solidificano in modo disordinato (amorfo). Questa struttura interna disordinata rende il materiale resistente alla corrosione, estremamente resistente e allo stesso tempo altamente elastico. Di conseguenza, può essere utilizzato vicino all’osso e tagliato a misura individualmente e anche le piastre più sottili sono stabili.

“I metalli amorfi hanno una serie di vantaggi rispetto all’acciaio e al titanio: questo materiale combina i vantaggi di resistenza ed elasticità. Si adatta perfettamente all’osso, favorisce il recupero ed è anche molto ben tollerato, poiché può essere impiantato senza deformazione cellulare”, ha affermato Valeska Melde, Responsabile marketing e vendite di Heraeus Amloy.

Heraeus Amloy sta attualmente sviluppando nuove leghe per la produzione di impianti. “Nell’ambito del progetto CAMed, stiamo attualmente testando la lega AMLOY-ZR02. Il suo componente principale è lo zirconio di elevata purezza ed è già stato certificato come biocompatibile”, ha spiegato Jürgen Wachter, capo della business unit Heraeus Amloy. L’azienda è l’unico produttore al mondo a offrire due diverse tecnologie di processo. Oltre alla produzione additiva, i metalli amorfi possono anche essere lavorati mediante stampaggio a iniezione. Quest’ultimo sarebbe particolarmente adatto per la produzione di massa – di viti o strumenti chirurgici.

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Research 2021
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Davide Sher

Sono un giornalista professionista iscritto all'ODG dal 2002 e mi sono sempre occupato di comunicazione trade. Per 10 anni ho redatto una testata dedicata al mercato dei videogiochi e successivamente ho partecipato alla creazione del primo iPad magazine dedicato all'elettronica di consumo. Dal 2012, mi occupo esclusivamente di stampa 3D/manifattura additiva, che vedo come la più affascinante e reale delle tecnologie oggi agli albori ma che plasmeranno il nostro futuro. Ho fondato Replicatore.it nel 2013 e ho scritto come blogger per diversi siti internazionali. Nel 2016 ho fondato la mia società 3dpbm (www.3dpbm.com), con base a Londra, che offre servizi di supporto alle aziende che vogliono comunicare, sia in Italia che nel mondo, i loro prodotti legati alla manifattura additiva. Oggi pubblichiamo diverse testate internazionali tra cui 3D Printing Media Network (il nostro sito editoriale internazionale), 3D Printing Business Directory (la più grande directory al mondo di aziende legate alla stampa 3D), Replicatore.it, Replicador.es e 3D Printing Media Network Chinese Version.

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