Moderní strojírenské technologie se uplatňují v medicíně
V Praze se počátkem října konal 22. mezinárodní veletrh Pragodent. Mezi vystavovateli na letošním ročníku veletrhu byla v plejádě výrobců zubařských křesel, dentistických nástrojů, prodejců zubních kartáčků a nástrojů dentální hygieny i společnost Misan, která je známá především jako dodavatel obráběcích strojů. Její přítomnost dokumentuje nový trend: prolínání oborů díky novým výrobním technologiím, které se uplatňují i v jiných oblastech, než pro které byly původně určeny.
A právě to je i případ nových tzv. aditivních výrobních postupů, jako je např. nyní populární 3D tisk, kdy místo klasického obrábění odebíráním materiálu je výrobek naopak tvořen jeho postupným přidáváním, např. natavováním. Zástupce této kategorie zařízení předváděli ve své expozici pracovníci společnosti Misan - systémy pro výrobu zubních protetik od německé firmy ConceptLaser.
Technická revoluce v zubařské ordinaci
Tato zařízení využívají fúzní proces s patentovanou stochastickou expozicí, kdy stroj generuje a skládá složitou geometrii součásti pomocí 3D CAD dat vrstvu po vrstvě. Vyrobit tímto způsobem lze i kovové produkty, odolné vysokému mechanickému a tepelnému namáhání. V dentální praxi najde LaserCUSING® uplatnění při přímé výrobě zubních komponent jakou jsou korunky, šrouby a můstky z kobalt-chromových či titanových slitin nebo ze vzácných kovů, kovové skelety fasetovaných (metalokeramických) náhrad, fixní a snímatelné části kombinovaných zubních náhrad, nebo i celé snímací náhrady, nástavby implantátů, zubní náhrady trvale velmi vysoké kvality včetně výroby složitých a filigránových zubních náhrad a implantátů na míru, apod.
Stejně tak lze pomocí systému LaserCUSING® vyrábět i další medicínské produkty jako např. individuální biokompatibilní implantáty, nebo náhrady s otevřenou porézní strukturou povrchu a složité bioanalogické trabekulární struktury používané jako kostní náhrady, či atypické vzorky a prototypy implantátů a nástrojů.
Materiál používaný pro tyto aplikace je plynem atomizovaný prášek s nezoxidovaným povrchem, zrna sférického tvaru o rozměrech 10-40 µm zajišťují maximální objemovou hustotu prášku a jeho optimální rozložení v prostoru.
Výroba probíhá následovně: Klasický sádrový otisk je v laboratoři naskenován a zdigitalizován pomocí zubního skeneru (např. 3Shape Scanner), nebo je skenována zubním rentgenem přímo čelist, a data z 3D snímku jsou předána do počítače, kde je vytvořen v CADu model (CAD konstrukce zubních komponent). Ten je podkladem pro přípravu výrobních dat (automatické umístění dílů, návrh podpěr, generování strojních dat). Z nich už pak vyrobí přístroj ConceptLaser přímo zubní protézu, její komponent či implantát - automaticky, bez potřeby lidské obsluhy. Výsledkem je stavební deska se zubními komponentami - na jedné jich lze umístit větší množství, každý prvek je přitom vyroben podle individuálních parametrů pro konkrétního uživatele. V porovnání s tradičním odléváním je výrobní čas o polovinu kratší.
Vyrobené části pak ještě podstoupí tepelné zpracování v argonové atmosféře v žíhací peci - tepelné zpracování při 1150 °C je nutné pro dosažení potřebné mikrostruktury a vlastností, uvolnění vnitřního pnutí a zamezení prasklin keramického povlaku. Po tepelném zpracování jsou zubní náhrady odstraněny ze stavební desky odřezáním pomocí kotouče, pásu nebo drátu a následně mohou být manuálně odlomeny samotné podpůrné struktury. Ve finále je povrch dílů začištěn (bruskou, otryskáním). A to podstatné: celkový čas potřebný pro kompletní dokončení jednoho dílu je zhruba dvě minuty.
Souboj technologií
Vhodná zařízení pro tyto účely jsou stroje Mlab cusing (R), M1 cusing a M2 cusing, které se liší svou velikostí a výkonem - nejmenší představitel této řady Mlab cusing (R) je, jak již naznačuje jeho označení, vhodný pro laboratoře, nejvýkonnější verze M2 zvládne i práci pro výrobní střediska.
Ve srovnání s frézováním nabízí LaserCUSING® řadu výhod: větší všestrannost a vyšší produktivitu, snímací náhrady a implantáty mohou být vyrobeny ekonomicky výhodněji. Je zde i menší odpad materiálu, pozitivním faktem jsou i nižší náklady na materiál a menší odpad.
Fixační části (např. v případě výměnných protéz) mohou být pomocí této technologie vyrobeny jemněji (subtilněji) při zachování dostatečných mechanických vlastností a ekonomicky výhodný výrobní proces nabízí i větší estetický dojem a přínos pro pacienta, zkrácení zákroku na zhruba půl hodiny a dodací lhůty na 1-2 pracovní dny. U zubní korunky lze v případě dílu vyrobeného pomocí LaserCUSING® nástavbu dokonale nasadit, protože již ve výchozím stavu nabízí dostatečné tření, zatímco u frézované nástavby to není možné, protože pokud je jemnou 1 mm frézou (rádius 0,5 mm) vyráběn pravý úhel, zůstává v rozích zbytkový materiál a takovéto díly nelze správně vzájemně uložit.
Z průmyslu do laboratoří
Zastávka v expozici Misanu byla příležitostí položit i několik otázek vedení firmy, které ten den zastupoval na veletrhu Jaroslav Svoboda. Zajímalo nás přirozeně, zda účast na specializovaném medicínském veletrhu signalizuje zájem dodavatele pro průmyslový segment rozšířit své dosavadní aktivity i mimo tradiční strojírenskou branži.
Jaké dojmy jste si z účasti na Pragodentu odnesli?
Musím říci, že většina návštěvníků z oblasti medicíny už o technologii, kterou jsme na veletrhu prezentovali, něco ví, takže pro ně to byla hlavně praktická ukázka toho, co stroj dokáže, a příležitost podívat se na něj v praxi. Zařízení, které jsme předváděli na Pragodentu, už není moc vzdáleno od cílové podoby, kdy si lékař už prakticky nemusí všímat výrobních záležitostí - i lékaři byli sami překvapeni tím, že u stroje nemusí stát, jak jsou zvyklí u tradičních postupů, kdy při frézování musí hlídat nástroje a vyrobí jednu korunku. Jak jsme jim ostatně i říkali, večer tiskárnu spustí a ráno mají vše připraveno již hotové, stroj jim zhotoví třeba 40 korunek najednou - každá pro jiného individuálního zákazníka. S tím souvisí i otázka logistiky, jak sbírat a shromažďovat požadavky a pak je soustředit na jednu platformu, kde tiskárna vytvoří více implantátů najednou, aby to bylo levnější, než výroba na klasických frézkách.
Mezi strojaři a lékaři je ale znatelný rozdíl, který byl vidět i u návštěvníků Pragodentu. Zatímco ve strojírenství došlo v roce 2008 k hlubokému propadu, po kterém následovalo ještě několik těžkých let, než nastal opět mírný vzestup, podobně jako teď, zdravotnictví „jede“ pořád, lékaři mají své jisté, takže je to z našeho pohledu dobrý obor z hlediska stabilizace firmy nebo doplnění portfolia. Ale zase nechceme dělat všechno možné, jak se říká „rakve, biče, olejovky…“
Teď budeme proto hlavně analyzovat a vyhodnocovat poznatky z veletrhu pro další rozhodnutí. Pokud se rozhodneme zabývat se tím vážně, asi se to samozřejmě neobejde bez toho, že vytvoříme speciální tým, složený ze zájemců ze strany doktorů, techniků a my k tomu vložíme technologii 3D tiskáren a své zkušenosti. Budoucnost bude nyní záležet asi hlavně na nás, zda a jak hluboko se rozhodneme do sféry medicínské, resp. dentální techniky jít, podle toho se případně budeme dovybavovat dalším zařízením.
Je to pro vás z čisté „strojařiny“ průnik do nového segmentu?
Uvažujeme o tom už delší dobu, proto jsme se rozhodli ostatně vystavovat na Pragodentu. Zájem ze strany lékařů je, a nyní jde hlavně o to, před definitivním rozhodnutím posoudit všechna pro a proti, všechny aspekty. Zda třeba právě zmíněný stabilizační prvek, který je podle mého názoru významným efektem, je pro nás také motivací vynaložit peníze i lidské kapacity.
Setkávali jsme se tady s lidmi, kteří by byli vhodní pro uvažovaný tým, kontaktovali jsme i techniky z příslušné odborné asociace, kdyby měli třeba specifický návrh, který by chtěli vyzkoušet, rádi jim s tím pomůžeme. To je, podle mého názoru i nejlepší cesta, jak navázat seriozní vztah k oboru a na tom začít dále budovat.
534
