工业退伍军人讨论骨科的材料进步

木匠添加剂臀部杯
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材料将在骨科中发挥至关重要的作用,因为OEM设计更小,更复杂的部件并采用新的制造技术。随着骨科的进步,采用添加剂制造,机器人,微创手术等,可能是OEM今天利用主要材料。OEM在考虑与未来骨科应用程序结婚的材料时,OEM应该考虑什么?

在四月份,bonezone托管了一个网络研讨会专注于讨论与骨科器件材料相关的不断发展的趋势,挑战和改变的规定。该网络研讨会由Carpenter Technology的Brent Marini,医疗战略业务开发商赞助和领导。小组成员包括:

  • Gaurav Lalwani,Ph.D.,医疗应用开发工程师,木匠技术
  • Gordon Hunter,Ph.D.,材料科学主要经理,史密斯+侄子
  • Chuck Hansford,Tecomet先进的卓越发展中心主任
  • Dale Tempco,Industry顾问

小组成员共享深入了解他们的日复一日,特别是在开发机器人使用程序和微创手术(MIS)的产品以及利用添加剂制造方面的开发产品。

MIS和机器人应用的材料

随着MIS和机器人手术预测在未来十年内爆炸,TEComet的Chuck Hansford强调了公司的需求,以完全理解其目标的最终结果,也是什么样的职位材料来达到目标​​。

“产品越来越小,较小,宽容越来越紧,”汉斯福德说。“看着制造方法制作这些零件,你的工具必须小,对吧?这些材料必须能够屈服于您可以在那里使用的任何大小的工具。正如我们向前迈进的那样,我们需要了解最终结果以及技术是否可以跟上需求。这将是我看到的最大问题。“

Hansford强调了公司在他们通常的方法和首选材料使用中介绍,以满足MIS和机器人手术的独特需求。他专门引用塑料作为可能不会“坚持”的材料,以“坚持”的刚性和技术复杂的手术的僵化。

“机器人学和微创手术的趋势在这里留下来,而且它的成长正在成长,”木匠技术博士博士说。“有了它,将越来越关注紧张的公差和仪表应用,以及具有非常精细的特征和尺寸的零件。从材料的角度来看,我们看到扑灭的方式是,除了高收益率和高活动的高度高度之外,还能够实现这些细节,制造方法也有大的转变。您可以查看所有进步和CNC,铣削和加工。现在,这与这些下一代系统出来,所有的专注于行业4.0带有灯光制造,一个操作员试图运行整个车间。我认为这对木匠这样的物料供应商变得非常重要,以实际上了解这些趋势,并尽力支持他们的能力。“

拉尔万吉博士提到了他在机器人行业中的一些客户报告了加工小型外科手术工具的困难。

“在某些情况下,他们将基本上运行40%,50%的废料。那么你如何提出解决这个问题?“他说。“我们一直在努力看待这些材料的生产过程 - 我们生产和对待它们的方式以及我们对我们可能在不同行业中可能拥有的所有不同合金的冶金知识以及我们所拥有的所有不同合金的方式。我们正试图从这些领域中学到,了解我们如何在这里申请某些事情来提出这种趋势的解决方案,这肯定会在我们前进时更加突出。“

添加剂制造材料

然后谈话转移到加性制造。当被问及为什么90%的FDA清除的3D印刷设备是由23级或5级钛制成的时,小组指出,材料是唯一适合医学目的的。

“材料完美地为医疗环境赋予自己。我认为,由于氧气含量低,选择的材料将是2级,“他说。“我处理的很多公司已迁移到5年级,因为不能通过添加机器的开发过程来控制氧气含量。氧气往往会在这种环境中生长。23级可能是首选的材料。在医疗环境中,这些是已经显示过添加剂过程的最佳最终结果的材料。但从添加剂制造的角度来看,由于残余应力和在焊接过程中发生的一些影响,钛是实际生长的最硬材料之一。但我会告诉你,在过去的20年里,钛一直是我的环境中使用的一体材料,它只是因为产品的质量和生长和控制的能力。“

Dale Tempco.注意,使用钛进行添加剂制造的普及是由于在骨科中使用它的寿命和熟悉程度。有许多“异国情调的合金”可用于添加制造目的,虽然有机会使用其他材料,但骨科行业不依赖于它们,因为它是风险厌恶。

“随着趋势的发展和趋势,我认为你要看到的东西接受添加剂制造随着生产选项的增长,是一个更大的趋势进入不同的材料应用,“汉斯福德说。“但也将要求F42委员会在这些材料周围制定ASTM标准。如果有一个标准的标准支持这一点,我认为您今天可以在17-4不锈钢仪器中拥有巨大的市场。“

Hansford继续突出17-4不锈钢材料的各种益处,然后介绍他作为骨科技术公司采用的主要障碍,以便保持其和其他材料。

“我们很侧重于我们一直在做什么以及我们如何始终完成它,”他说。“我们忘了看看我们如何改进它,并通过新技术和材料向前迈进。”

采用新材料

多个市场力量有骨科制造商考虑不同的材料,但很少有开发新材料。在整个讨论中的各种各样,小组成员们解决了为什么。

在谈论新的欧盟医疗器械规则下钴铬的报告变更,史密斯猎人博士+侄子探讨了新合金是否可以为骨科设备市场开发。

“在我们拥有的那些,包括钴铬莫利,已经很好地工作,难以说明新材料的推动,”他说。““进入的成本非常高。除非对替代合金和替代材料有一个非常强大的推动力,否则除了非凡的情况外,目前的监管环境不会发生。“

亨特博士在史密斯+侄子的氧池的开发中发挥了关键作用,氧化锆材料,并注意到了几年的长时间时间表。虽然他没有预见到行业的海洋变化,但他预测,生物解决方案将在未来几十年中成为市场的驱动力。

在讨论中,小组突出了缺乏体积作为面临骨科设备行业新材料面临的重大挑战。诸如汽车和航空航天等行业,其中使用大量材料,将在材料中看到更快的进化。

最终,小组成员表示,它将采取行业 - 设备公司的所有部分,合同制造商和材料供应商 - 共同努力,更好地了解如何推进未来骨科应用的材料科学。


Patrick McGuire是一个Bonezone贡献者。

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