Avanzado La cerámica en aplicaciones médicas Los avances en materiales cerámicos y el diseño de productos están ofreciendo los cirujanos y las opciones de nuevos pacientes para cirugía de reemplazo articular. Mejoras en la producción de cerámica traerá la biocompatibilidad demostrada y beneficios a largo plazo la durabilidad de los materiales a un número cada vez mayor de aplicaciones médicas. Impulsada por la necesidad de la industria médica de los componentes cada vez más pequeños pero más complejo, los científicos de materiales de hoy están haciendo uso de técnicas innovadoras de procesamiento, incluyendo el moldeo por inyección, recubrimientos de ingeniería y montajes de cerámica y metal. Los resultados incluyen herramientas de mano, válvulas y dispositivos implantables. Cerámica en reemplazos articulares La mayoría de las articulaciones artificiales utilizados en la actualidad incorporan un metal o de cerámica cabeza contra un polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE) taza. El uso de componentes de cerámica en la cirugía de reemplazo de la articulación se inició en la década de 1970 con la introducción de la primera generación de productos de aluminio, cuando la resistencia superior de cerámica para el desgaste en comparación con el metal más tradicional y materiales de polietileno se hizo evidente. Los avances en las técnicas de calidad y procesamiento, junto con una mejor comprensión del diseño cerámico, condujo a la introducción de la segunda generación de componentes de alúmina en la década de 1980, que ofrecía un mejor rendimiento que los sistemas anteriores.  Figura 1. Ejemplos de HIP de alúmina y Vitox Zyranox zirconio implantes ortopédicos y la tecnología cerámica recubrimiento de DLC para los implantes de la cabeza femoral Ventajas del uso de cerámica en aplicaciones de reemplazo de articulaciones Baja tasa de desgaste del sistema conduce a la larga duración de los tiempos, por lo general más de 20 años de cerámica. También genera menos residuos de partículas de polietileno, una causa conocida de la osteolisis y una fuente importante de las operaciones de revisión que son caros y aumentar el trauma de los pacientes. Algunos tipos de articulaciones de la cadera de cerámica tienen una tasa de desgaste de tan sólo 0.032mm 3 / millón de ciclos. Sistemas de cerámica también a aliviar las preocupaciones sobre la liberación de iones metálicos a partir de la utilización de implantes de metal en el cuerpo y sus posibles efectos secundarios. Cerámica-cerámica Sistemas articulación artificial "Cerámica-cerámica" se han desarrollado sistemas para eliminar los problemas asociados con polietileno y metal por completo. Estos sistemas tienen por lejos el más bajo índice de desgaste de todas las tecnologías disponibles hoy en día teniendo pareja. Estos implantes han crecido en popularidad en Europa durante los últimos cinco años o menos y, en 2003, la Agencia Federal de Drogas (FDA) dio su autorización para el uso en los EE.UU.. Las propiedades de la cerámica-cerámica hacen ideales para los pacientes más jóvenes y activos. El internacional golfista Jack Nicklaus tiene un reemplazo de cadera de cerámica. Complejos componentes implantables de cerámica Sobre la base de los beneficios conocidos de la cerámica como un material de bio-implantes, los fabricantes están empezando a utilizar técnicas de moldeo por inyección para producir mucho más pequeño, las piezas más complejas, sobre todo, los dispositivos de asistencia auditiva, tornillos óseos y las bombas implantables del corazón.  Figura 2. Vida de cerámica de instrumentación científica, instrumentos quirúrgicos y dispositivos implantables Aumento de las tasas de cirugía mínimamente invasiva Al mismo tiempo, los procedimientos quirúrgicos se han vuelto más complejos, creando la necesidad de instrumentos más pequeños y precisos. Esto se confirma por el aumento de la cirugía mínimamente invasiva (MIS) en áreas como la hernia, reparación de la úlcera y el reemplazo de cadera, incluso completa. Una encuesta realizada por la Universidad de Arkansas Escuela de Ciencias Médicas y el Hospital de Niños de Arkansas, Little Rock, EE.UU., informó que el 82% de los cirujanos pediátricos ya realizar procedimientos de MIS. Esto significa que los pacientes se recuperan más rápido, lo cual es bueno para el paciente y más rentable para el hospital. Implantes intrincada Hecho por moldeo por inyección de cerámica Moldeo por inyección de cerámica permite la producción de los pequeños, instrumentos de alta precisión. Estas formas fuertes y complejas, como las articulaciones de bisagra en herramientas manuales con motor, para permitir diseños intrincados. Mecanizado de la cerámica tradicional sería más largo y costoso, y no puede permitir que todas las mismas características como la cerámica de moldeo por inyección. Las pruebas internas en Morgan cerámica avanzada (MAC) en Rugby, Reino Unido, en el mecanizado "verde" de moldeo por inyección en comparación mostró la fuerza más consistente en las partes moldeadas por inyección. S de cerámica en dispositivos electrónicos implantables Tecnología de la cerámica también está jugando un papel importante en la evolución de los dispositivos electrónicos implantables. Compañías de dispositivos médicos están probando neuroestimuladores que los nervios de pulso para el tratamiento de diversas condiciones médicas particulares. Estos dispositivos cada vez más dependen de los componentes de cerámica, como la thrus alimentación que proporcionan la interfaz funcional entre el dispositivo y los tejidos del cuerpo. Un feed-thru es una cerámica de reunión sello metálico que contiene patillas de metal o pequeños tubos que pasan a través de un componente de cerámica. Los pines permiten que la electricidad pase dentro o fuera del dispositivo implantado y el sentido lo que está sucediendo en el cuerpo. El sustrato de cerámica de la alimentación-thru actúa como un aislante eléctrico, aislar los pines de los demás. Increasin g La demanda de componentes de cerámica de los desarrolladores de dispositivos de implantes Los desarrolladores de dispositivos médicos implantables continuamente la demanda de componentes más pequeños y complejos. La aplicación de moldeo por inyección de polvo (PIM) ha impulsado la búsqueda de la miniaturización de los componentes. Este método permite la producción de características complejas y las geometrías inusuales, sobre todo para la audiencia-los dispositivos de asistencia, los tornillos de hueso y las bombas implantables del corazón. Las pruebas de los objetos moldeados por inyección de cerámica ha demostrado que la red de forma que-piezas moldeadas presentan una variación mucho menor en la resistencia a la flexión de las piezas mecanizadas verde de la misma formulación. Inyección de moldeo de metales (MIM) la tecnología se puede utilizar como una alternativa de bajo costo para el mecanizado, fundición y estampación. MIM aplicaciones son ideales para grandes volúmenes de producción de componentes complejos, como los instrumentos laparoscópicos, las mandíbulas y los soportes de la biopsia dental. Total Prótesis de cadera Los primeros intentos registrados en reemplazo de cadera se llevaron a cabo en Alemania y utilizado de marfil para reemplazar a la cabeza del fémur. Por la década de 1960, la articulación artificial moderno se había desarrollado sobre todo gracias al trabajo de Sir John Charnley en Wrightington Hospital, Wigan, Reino Unido. Se utilizaron técnicas tribológicas para producir un diseño conocido como la artroplastia de baja fricción que combina un cabezal de diámetro de metal pequeña articular en contra de un polímero - PTFE inicialmente, pero debido a las complicaciones a tiempo, cambió de polietileno de alta densidad, fija en el fémur con cemento óseo. La sustitución de la articulación se lubrica con el líquido sinovial. Desgaste y de polietileno en artroplastias totales de cadera Poco a poco, comenzó a pruebas para implicar a las partículas de polietileno de partículas de desgaste del metal-PE pareja teniendo como causa de aflojamiento aséptico de prótesis totales de cadera, lo que limita su supervivencia y que requieren una revisión quirúrgica del sistema de la cadera. Estas complicaciones llevaron a la necesidad de que las superficies de soporte alternativas en reemplazo total de cadera. La evolución de cerámica en reemplazos totales de cadera El uso de la cerámica de alúmina en la artroplastia total de cadera comenzó en Europa. El profesor Pierre Boutin fue pionero en el uso de la cerámica en Francia en 1970, en sustitución de la cabeza femoral de metal tradicional con alúmina. Los nuevos acontecimientos condujo a la introducción de la cerámica del acetábulo (la taza) los componentes que se apoyan contra las cabezas femorales de cerámica que reduce las tasas de desgaste y las complicaciones del paciente asociada con los desechos de desgaste del polietileno. Los primeros fallos de los componentes de cerámica dirigido a las preocupaciones sobre su uso, sin embargo, se han introducido mejoras en la calidad del material, los procesos de fabricación y los requisitos de diseño para aliviar esas preocupaciones. Hoy en día, muchos componentes de los implantes de cadera son de un material cerámico en lugar de un metal o polietileno. Alúmina y zirconio en implantes ortopédicos En 1985, Morgan cerámica avanzada en marcha de alúmina Vitox para su uso en reemplazo de la articulación, siguiendo en 1990 con su Zyranox implantes ortopédicos zirconia. Cerámica de circonio es una de las cerámicas más alta resistencia adecuada para el uso médico. Se continúa la investigación de nuevos materiales para mejorar el rendimiento de las prótesis. A través del trabajo en materiales compuestos de matriz cerámica, la compañía espera introducir un material que es extremadamente difícil y de bajo uso, además de tener excelentes propiedades mecánicas para la nueva generación de prótesis de cadera. El futuro de una VANCES Otros avances en las tecnologías de dispositivos médicos son el resultado de la combinación de los métodos existentes de maneras nuevas. En los EE.UU., Morgan cerámica avanzada está la investigación de cerámica-metal soluciones de unión para aplicaciones médicas utilizando sistemas de soldadura de aleación. En otro proyecto de la empresa está utilizando diamante recubrimiento de carbono (DLC) la tecnología para las aplicaciones médicas de ofrecer muy duro, las superficies de bajo desgaste por fricción. Diamond-Like recubrimientos de carbono Recubrimiento de DLC , desarrollado inicialmente para aplicaciones de automoción y comercial, es encontrar el uso de válvulas de recubrimiento, placas de desgaste y los dispositivos de entrega de fluido. Esto hará que los dispositivos inertes, biocompatibles, muy duro (hasta 3300kg/mm 2) y el lubricante (coeficiente de fricción = 0,1) para que puedan manejar las presiones extremas, al tiempo que permite los instrumentos que se emplearán para el análisis de muestras pequeñas. Observaciones finales En los últimos 20 años, los materiales cerámicos se han perfeccionado y ahora hay una amplia gama de soluciones optimizadas para su uso en el campo de la medicina, de instrumental quirúrgico para implantes. |