ایده هاایده های صنعتیبخش صنعت

طرح تولید ایمپلنت پزشکی

سفارش طرح توجیهی

معرفی ایمپلنت پزشکی

امروزه با افزایش میانگین سن جوامع بشری و یا عملکرد ناصحیح در حرکات روزمره، میزان دردهای مفصلی و از دست دادن کارایی یک مفصل شیوع زیادی پیدا کرده است. یکی از مهمترین مفاصل بدن که سهم نیروهای وارده بر آن در برخی فعالیتهای روزانه تا چندین برابر وزن بدن نیز میرسد مفصل لگن یا هیپ است که این مفصل از نوع گوی و کاسهای با سه درجه آزادی میباشد. نگاهی به میزان عملهای جراحی انجام شده در سراسر دنیا و کشور ایران و نرخ رشد مصرف پروتزها در ایران عامل محرکی برای تدوین دانش فنی ساخت یکی از انواع این پروتزها گردید.

مفصل Hip (مفصل بین ران و خاصره) یک مفصل گوی و کاسهای است. بخش گوی مانند مفصل که سر ران خوانده میشود، بخشی از استخوان فمور است. بخش کاسهای آن «استابولوم» نام دارد که بخشی از استخوان لگن است. سرگوی مانند ران درون استابولوم قرار گرفته است. سر این استخوانها بسیار صیقلی بوده و با یک بافت محکم پوشانده شده که غضروف نامیده میشود.

التهاب مفاصل به علت آسیب دیدن سطح استخوان و غضروف ایجاد می شود. سطح های آسیب دیده به علت ساییدگی بسیار دردناک هستند. راه های بسیاری برای درمان درد ناشی از التهاب مفاصل وجود دارد. که یکی از این راه ها جراحی تعویض کامل هیپ است. بیش از ربع قرن است که مفاصل هیپ مصنوعی با طراحی پیشرفته و ساختمان منحصر به فرد، جایگزین مفاصل دردناک شده و به صدها هزار انسان زندگی بدون درد و فعالی بخشیده است.

التهاب مفاصل به علت آسیب دیدن سطح استخوان و غضروف ایجاد می شود. سطح های آسیب دیده به علت ساییدگی بسیار دردناک هستند. راه های بسیاری برای درمان درد ناشی از التهاب مفاصل وجود دارد. که یکی از این راه ها جراحی تعویض کامل هیپ است. بیش از ربع قرن است که مفاصل هیپ مصنوعی با طراحی پیشرفته و ساختمان منحصر به فرد، جایگزین مفاصل دردناک شده و به صدها هزار انسان زندگی بدون درد و فعالی بخشیده است.

طراحی ایمپلنت مفصل هیپ

ایمپلنتی که برای تعویض کامل هیپ به کار می رود از سه بخش تشکیل شده است:

  • پایه (stem) :داخل فمور جاسازی می شوند.
  • گوی (ball) :جایگزین سر گوی مانند استخوان فمور میشود.
  • حفره (cup) :جایگزین حفره معیوب داخل لگن میشود.

به منظور مطابقت ایمپلنت با بدن های مختلف، هر بخش در سایزهای گوناگونی طراحی شده است. نوع ایمپلنت مورد استفاده بسته به عوامل چون سن، وزن، تراکم استخوان، سطح فعالیت و سلامتی بیمار توسط پزشک تعیین می شود.
البته عواملی چون کیفیت و قیمت ایمپلنت همچنین تجربه و سلیقه پزشک و آشنایی او با ایمپلنت در انتخاب آن موثر هستند.

ایمپلنت هیپ
شکل 1: ایمپلنت هیپ

ساختمان ایمپلنت

دکتر جان چارنلی یک ارتوپد انگلیسی، اولین هیپ مصنوعی را طراحی کرد. ایمپلنت مذکور ترکیبی از گوی و پایه فلزی بود که با روکشی پلاستیکی پوشانده شده و برای جایگذاری آن از سیمان متا آکلرلیک استفاده کرده بود.
امروزه بخش پایه اکثر ایمپلنت های هیپ از آلیاژهای تیتانیوم – کروم یا کبالت – کروم ساخته میشود که سطوح اکثر آنها متخلخل و سوراخ دار بوده و امکان رشد استخوان به داخل آنها را فراهم می آورد.

بخش گوی مانند هیپ از آلیاژهای کبالت – کروم یا مواد سرامیکی اکسید آلومینیوم ساخته می شود و سپس به منظور چرخش آسان مفصل، سطح آن صیقل داده میشود. حفره را نیز می توان از فلز، پلیاتیلن هایی با وزن بالای مولکولی یا ترکیبی از پلی اتیلن غنی شده و فلز درست کرد. بسته به سایز مورد نیاز، وزن کل این اجزاء بین 14 تا 18 انس است.

برخی از ویژگی های این ایمپلنت ها عبارتند از:

  • سازگاری: باید بدون علایم پس زدن یا حساسیتی در بدن کار کند.
  • مقاومت در برابر خوردگی، تخریب، سایش و فرسودگی: طول و شکل قطعات ایمپلنت باید برای مدت طولانی حفظ شود. مقاومت در برابر سایش، در صحت عملکرد مفصل تاثیر به سزایی دارد و از تخریب بیشتر استخوان که به سبب پسماندهای ریز جا مانده از حرکت بخش های ایمپلنت روی هم جلوگیری میکند.
  • داشتن خواص مکانیکی مشابه مفصل طبیعی: ایمپلنت به اندازه کافی محکم باشند تا بار گذاری وزن بدن را بتوانند تحمل کند یا به اندازه کافی انعطاف پذیر باشد تا بدون این که بشکند فشار را تحمل کند و هر نوع حرکتی را به نرمی و در جهات مختلف انجام دهد.
  • مطابق با بالاترین استانداردها: مراحل ساخت و کنترل کیفیت باید از استانداردهای بالایی تبعیت کند.
ایمپلنت هیپ در ساختار بدن
شکل 2: ایمپلنت هیپ در ساختار بدن

تعبیه ایمپلنت در بدن

پیش از عمل تعویض کل هیپ، جراح ارتوپد پارامترهایی چون طول عضو، چرخش عضو و … را به منظور تعیین پروتز مناسب اندازه گیری می کند.
جراح برای دستیابی به مفصل، عضله را برش می دهد. سپس با باز کردن حفره مفصل، سر معیوب فمور را از حفره خارج می کند، سپس حفره استابولوم را تمیز کرده و فضای داخل آن را با مته تراش می دهد. بدین ترتیب سایز آن نیز بزرگتر می شود. سپس پوشش نیم کرهای داخل حفره کاشته می شود، بخش پلاستیکی داخل حفره در داخل پوشش فلزی جای داده شده و در جای خود تثبیت می شود.

استخوان فوقانی پا بافت استخوانی نسبتا نرم و متخلخلی در مرکز دارد. این بخش از استخوان «استخوان اسفنجی» نامیده می شود که کانال را احاطه کرده و بیشتر مویرگ های خونی و بافت چربی را در بر گرفته است. برای تمیز کردن استخوان اسفنجی از داخل کانال از ابزار خاصی استفاده می شود و سپس دیوار داخل کانال را فرم داده تا کاملا مطابق رویه میله ایمپلنت شود. انتهای بالایی فمور طوری طراحی و صیقلی شده که میله بتواند هم تراز با سطح استخوان قرار گیرد.

در برخی طراحی ها، تنه و گوی یک تکه و در برخی دیگر دو قطعه مجزا هستند که در این حالت سایز مناسب گوی انتخاب و مونتاژ میشود. سپس جراح گوی جدید را که حالا بخشی از استخوان ران است در داخل حفره جدید که بخشی از استخوان لگن است قرار میدهد. میتوان یک تیوپ پلاستیکی را در داخل برش وارد کرد تا ترشحات زخم را به بیرون هدایت کند.
پس از وارد کردن تیوپ، لبه های پوست کنار هم کشیده شده و دوخته میشود، سپس با باند استریل باندپیچی شده و بیمار را به اتاق ریکاوری منتقل می کنند.

تعویض مفصل هیپ ممکن است با سیمان یا بدون سیمان یا ترکیبی از اجزاء سیمانی و بدون سیمان صورت گیرد.

تعویض کلی هیپ با سیمان

از ابتدای پیدایش ایمپلنتها تا به امروز تغییرات زیادی در طراحی آنها حاصل شده است. گاهی برای محکم کردن ایمپلنت در جای خود از سیمان استفاده میشود بدین ترتیب که داخل کانال فمور را از سیمان مخصوص پر کرده و سپس ایمپلنت را وارد میکنند تا پس از گذشت زمانی آن را در جای خود ثابت کند.

امروزه پر کاربردترین سیمان استخوانی، یک پلیمر اکریلیک است که پلی متیل متاکریلات (PMMA) نامیده میشود. بیمارانی که هیپ آنها به طور کامل و با شیوه سیمانی تعویض شده میتوانند پس از مدت کوتاهی وزن خود را روی عضو قرار داده و با یک توانبخشی سریع تقریبا بلافاصله پس از عمل، بدون حمایت راه بروند.

گر چه ایمپلنت های سیمانی موفقیتهای طولانی مدتی داشته اند، اما برای همه مناسب نیستند. فیکس کننده های سیمانی با استناد به سطح پایدار بین پروتز و سیمان و بند مکانیکی ثابت بین سیمان و استخوان کار میکنند. میله های فلزی که به کمک سیمان ثابت شده اند به ندرت میشکنند اما احتمال شل شدن دارند.

در برخی طراحی ها، تنه و گوی یک تکه و در برخی دیگر دو قطعه مجزا هستند که در این حالت سایز مناسب گوی انتخاب و مونتاژ می شود. سپس جراح گوی جدید را که حالا بخشی از استخوان ران است در داخل حفره جدید که بخشی از استخوان لگن است قرار میدهد. می توان یک تیوپ پلاستیکی را در داخل برش وارد کرد تا ترشحات زخم را به بیرون هدایت کند.
پس از وارد کردن تیوپ، لبه های پوست کنار هم کشیده شده و دوخته می شود، سپس با باند استریل باندپیچی شده و بیمار را به اتاق ریکاوری منتقل می کنند.
تعویض مفصل هیپ ممکن است با سیمان یا بدون سیمان یا ترکیبی از اجزاء سیمانی و بدون سیمان صورت گیرد.

فرایندهای بیولوژیک و مکانیکی مختلفی هستند که بر شل شدن ایمپلنت تاثیر میگذارند:
در قطعات فموری، ترکهایی که ممکن است در سیمان به وجود آید، میتواند منجر به شل شدن و ناپایدار گشتن میله پروتز شود. این مساله بیشتر در بیماران خیلی فعال یا خیلی سنگین اتفاق میافتد. حرکت گوی فلزی در داخل حفره پلی اتیلن بخش استابولوم، پوششی از پسماندهای پلیاتیلنی ایجاد میکند. بدن به این ذرات باقیمانده سیمانی یا پلی اتیلنی پاسخ بیولوژیک میدهد که ممکن است منجر به شل شدن ایمپلنت و خسارت به استخوانهای اطراف آن شود. ذرات میکروسکوپی بازمانده توسط سلولهای اطراف مفصل جذب شده و پاسخی آتشین را از طرف بدن مبنی بر از بین بردن آنها سبب میشود.

این پاسخ ضربتی باعث از بین رفتن سلولهای استخوانی می شود که استئولیزیز نامیده میشود. با ضعیف شدن استخوان، پایداری نیز کاهش مییابد. عموما با وجود بروز عیوب ذکر شده که باعث شل شدن میشوند، باید باند بین سیمان و استخوان خیلی پایدار و با دوام باشد.
تعویض سیمانی کل هیپ بیشتر برای بیماران مسن، بیماران مبتلا به آرتریت روماتوئید یا بیماران جوانی که تراکم استخوان کمی دارند توصیه می شود. چون در این بیماران احتمال اعمال فشار به سیمان به نحوی که شکستگی در آن ایجاد شود کمتر است.

تعویض کل هیپ بدون سیمان

در سال 1980 ایمپلنت هایی طراحی شدند که بدون استفاده از سیمان مستقیما به استخوان میچسبیدند. در سطح این ایمپلنت ها یک پوشش وجود دارد که در بافت آن حوزه های ریزی هست که امکان جذب استخوانهای رشد یافته را فراهم میکند.
از آن جا که پایداری این ایمپلنت به شدت بستگی به رشد استخوان جدید دارد، بیمارانی که به صورت بدون سیمان تعویض مفصل داشته اند نسبت به آن که به روش سیمانی جراحی شده اند به زمان معالجه طولانی تری نیاز دارند.

جراح ارتوپد باید برای کار با بسته های بدون سیمان در آماده کردن فمور دقت بسیار زیادی داشته باشد و کانال ایمپلنت را کاملا منطبق با قالب ایمپلنت بتراشد زیرا استخوان های رشد یافته جدید نمیتوانند از شکاف های بیشتر از mm1 تا mm2 پل بزنند.
همچنین بیمار باید تا هنگامی که اتصال پایداری بین ایمپلنت و استخوان به وجود نیامده، از تحمل کننده ها وزن (عصا یا واکر) استفاده کند.

ایمپلنت بدون سیمان ران باید در قسمت بالایی بزرگتر باشد که این طراحی سطح کورتکس استخوان را قویتر میسازد و با متخلخل و چگالتر بودن ساختمان ایمپلنت پایداری بیشتر میشود. در تعویض کامل هیپ به روش بدون سیمان، بخش استابولوم نیز پوشش بافت داری دارد که امکان رشد استخوان در آن را فراهم میکند. البته بسته به نوع طراحی، ممکن است برای فیکس کردن ایمپلنت در جای خود از پیچ هایی نیز استفاده شود.

معمولا این ایمپلنت ها لایه خارجی آهنی با خط هایی پلیاتیلنی دارند. با پروسه ای مانند همان پروسه ای که برای تعویض کل هیپ سیمانی استفاده میشود، لگن را برای جایگذاری هیپ غیر سیمانی آماده میکنند و باید دقت کرد که فاصله بین ایمپلنت و استخوان هر چه کمتر باشد، رشد استخوان ممکنتر می شود.
در ابتدا امید این میرفت که تعویض کل هیپ به شیوه بدون سیمان، مشکلاتی مانند شل شدن میله را که در جراحی با سیمان وجود داشت را نداشته باشد هر چند که این نوع طراحی بازده بسیار عالی در طولانی مدت داشته است اما در صورتی که باند محکمی بین استخوان و میله تعبیه نشود، میله های بدون سیمان مثل خواهند شد.

بیمارانی با میله های بدون سیمان بزرگ، ممکن است دردهای خفیف رانی را تجربه کنند. به علاوه فرسایش پلی اتیلن ذرات ریز به جا مانده و همچنین استئولیزیز (فساد استخوان) از مشکلاتی است که در هر دو نوع با سیمان و بدون سیمان وجود دارد و امید است که با اعمال تغییراتی در ساختمان پلیاتیلنی ایمپلنت ها، علاوه بر کاهش ساییدگی و فرسایش، تکیه گاه های محکم تری در آینده به وجود آید.

با وجود آنان که برخی از جراحان ایمپلنت های بدون سیمان را برای تمام بیماران استفاده میکنند، این نوع از ایمپلنت بیشتر برای جوانترها، بیمارانی با فعالیت بالا و بیمارانی که تراکم استخوان زیادی دارند کاربرد دارد تا با رشد استخوان داخل حفره های ایمپلنت، پایداری آن تضمین شود. البته در بیماران مبتلا به ورم مفاصل با وجود تحرک کمی که دارند نیز میتوان از این نوع تعویض مفصل بهره جست.

تعویض کامل هیپ به صورت ترکیبی

در این نوع تعویض مفصل، معمولا حفره استابولوم بدون سیمان و سایر اجزاء مانند میله رانی بدون سیمان تعبیه میشوند. این تکنیک از اوایل دهه 1980 معرفی شد و مزایای آن ترکیبی از مزایای ایمپلنت سیمانی و بدون سیمان است.
در طراحی ایمپلنت هیپ باید به دو زاویه مهم توجه کرد:

  • زاویه محور گردن (زاویه تنه گردن)
  • زاویه انحراف زهدان به جلو

در صورتی که این دو زاویه نادرست طراحی شوند با کاهش محدوده حرکت اثرات بدی بر راه رفتن میگذارد. البته محدوده فیزیولوژیک حرکت برای هر بیمار مختلف بوده و میانگین خمیدگی مورد نیاز برای نشستن 114 درجه است. قطر سر پروتز فمور، قالب گردن و دامنه سرهای فموری تاثیر به سزایی بر محدوده حرکت هیپ دارد.

تعویض جزئی هیپ

اگر تنها یک بخش از مفصل صدمه باشد به جای تعویض کل آن، تنها بخش آسیب دیده را جایگزین میکنند. به عنوان مثال در صورت آسیب دیدن سر گوی از یک اره ماشینی خاصی استفاده کرده و آن را جدا میکنند و پروتز مناسب را جایگزین آن میکنند. در پایین این پروتز یک میله فلزی است که در داخل فمور تثبیت شده و گوی آهنی در بالای آن قرار میگیرد. برای وارد کردن این میله به داخل فمور در صورتی نیاز به استفاده از سیمان وجود داشته باشد، ابتدا آن را به داخل کانال تزریق کرده و سپس ایمپلنت فرو داده میشود و اگر از سیمان استفاده نشود، میله به تنهایی وارد کانال میشود و سپس سطوح متخلخل آن با رشد استخوان پر شده و میله در جای خود ثابت میشود.

هنگامی که تنها بخش حفره مفصل آسیب دیده باشد نیز به کمک تعویض جزیی، حفره را جایگزین میشود. بدین ترتیب که پس از درآوردن سر فمور از آن، با کمک مته خاصی جدار حفره را تراشیده تا غضروف ها و سطح آسیب دیده داخل استابولوم از بین رفته و فضا برای جا گذاری حفره جدید فراهم شود.

بازسازی رویه هیپ

تکنیک جدیدی از تعویض هیپ که امروزه پدیدار شده، بازسازی رویه هیپ نامیده میشود. این روش که بیشتر در بیماران جوان متداول است، یک پروسه نو پا است و هنوز نمیتوان موفقیت طولانی مدت آن را ارزیابی کرد. در این روش بخش حفره مشابه تعویض کل هیپ، جایگزین می شود و سر فمور با قطعه نیم کره ای تعویض یا پوشانده میشود. این قطعه با سیمانی بر روی سر فمور نصب شده و میله کوچکی دارد که وارد گردن فمور میشود.

جراحی های تعویض هیپ در از بین بردن درد و ترمیم مفصل آسیب دیده بسیار موفق عمل کرده اند. هر چند مشکلات متعددی چون سایش، فرسودگی و به وجود آمدن ذرات ریز در این عمل وجود دارد که ممکن است منجر به لزوم جراحی های ثانویه شود. البته بیمارانی با وزن بیش از 165 پوند بیشتر با مشکل مواجه خواهند بود اما احتمال دوام پروتز تا 20 سال، حدود 80 درصد است.
عمل جراحی تعویض مفصل ران در ناحیه لگن را که در آن یک مفصل مصنوعی در ناحیه لگن کار گذاشته میشود را آرتروپلاستی لگن مینامند.

مقایسه مفصل هیپ مصنوعی با مفصل طبیعی موجود در بدن
شکل 3 :مقایسه مفصل هیپ مصنوعی با مفصل طبیعی موجود در بدن

ساختمان مفصل مصنوعی لگن

همانطور که ذکر شد یک مفصل مصنوعی لگن یا ران از یک گوی یا کره از جنس فلز و یک کاسه از جنس پلاستیک ساخته شده است. به منظور اتصال جزء کروی به تنه استخوان ران، به کنار گوی، دستهای متصل شده است که در حین عمل جراحی در درون کانال مدولری استخوان ران قرار میگیرد ( استخوان ران
به شکل یک لوله تو خالی است و کانال داخلی آن را کانال مدولری مینامند).

جنس دسته ( که به آن استم Stem هم میگویند) از فلز تیتانیوم یا آلیاژ کروم- کبالت بوده و به اشکال گوناگون طراحی و ساخته میشود. قسمت گوی یا سر، معمولا از آلیاژ کروم- کبالت یا از مواد سرامیکی (اکسید آلومینیوم یا اکسید زیرکونیم) ساخته میشود. سطح رویی این گوی را بسیار صاف و صیقلی میسازند
تا به راحتی در درون کاسه حرکت کند.

کاسه را معمولا از نوعی پلاستیک بسیار مقاوم و از نوع خاصی از پلی اتیلن میسازند. البته گاهی بجای استفاده از پلی اتیلن از کاسه هایی از جنس سرامیک یا فلز هم استفاده میشود. پس در سطح مفصلی یک مفصل مصنوعی ران، در واقع فلز یا سرامیک از یک طرف با فلز یا سرامیک یا پلاستیک در طرف دیگر در تماس قرار میگیرد. مورد استفاده ترین آنها مفصل شدن سر فلزی با کاسه پلاستیکی است. در انواع جدید مفصل مصنوعی ران، کاسه پلاستیکی در درون کاسه فلزی دیگری قرار میگیرد و این کاسه فلزی است که در تماس با استخوان لگن قرار خواهد گرفت.

موادی که در ساخت این مفاصل مصنوعی بکار میروند با بدن سازگارند و از طرف بدن دفع نمیشوند. این مواد تا حد زیادی در مقابل سایش و زنگ زدگی مقاومند. به اندازه کافی قوی هستند تا بتوانند وزن بدن را تحمل کرده و شکسته نشوند و به اندازه کافی قابلیت ارتجاعی دارند تا ترد و شکننده نباشند. بنابراین این مفاصل مصنوعی از مواد بسیار پیشرفته و با استاندارد و تکنولوژی بالایی ساخته میشوند و همین عامل موجب بالا بودن نسبی قیمت آنها است.

اجزای مختلف مفصل هیپ
شکل4 :اجزای مختلف مفصل هیپ

بررسی موارد مصرف و کاربرد ایمپلنت پزشکی

وقتی غضروف به شدت تحلیل میرود، استفاده از مفاصل بسیار دردناک شده و فرد دیگر نمیتواند آزادانه مفصل خود را در همه جهات تکان دهد و این موضوع باعث کاهش دامنه حرکتی مفصل و بازماندن شخص از کارهای روزمره میشود و در آن صورت چارهای جز جراحی و جایگزین کردن مفصل باقی نمیماند . گاهی هم علت نیاز به تعویض مفصل اتفاق دیگری نظیر حوادث و تصادفات است .مثلاً سالمندانی که دچار پوکی استخوان شده اند ممکن است با یک ضربه خفیف، دچار شکستگی استخوان و دررفتگی مفاصل شوند.
در چنین حالتی و بویژه زمانی که احتمال جوش خوردن استخوانهای شکسته اندک بوده و بازگرداندن مفصل به شکل اولیه خود ناممکن است، پزشک از پروتزها و مفاصل مصنوعی برای ترمیم استخوانها و بازسازی مفاصل کمک میگیرد .

مفصل ران یکی از شایعترین مفاصلی است که مورد تعویض قرار میگیرد و جالب است بدانید که جایگزین کردن مفصل دررفته ران با مفصل مصنوعی یکی از صد پیشرفت برتر علم پزشکی در قرن اخیر شناخته شده است.
استفاده از این مفصل تاکنون توانسته درد و رنج صدها هزار نفر را در سراسر جهان کاهش دهد. شایعترین علت تعویض این مفصل همان طور که گفتیم، آرتروز است و پس از آن آسیبهای ناشی از عفونت مفصل و شکستگی ناشی از زمین خوردن، آن هم در زنان مسنی که دچار پوکی استخوان شده اند، موجب نیاز به مفصل ران مصنوعی میشود .
امروزه بیش از 60 نوع مفصل ران در دنیا وجود دارد که پس از کار گذاشته شدن در بدن، عمری معادل ده سال یا بیشتر دارند.

اهمیت استراتژیکی ایمپلنت پزشکی

با پیشرفت صنایع مختلف، استفاده از تکنولوژی های جدیدتر که در خدمت صنعت جدید باشد، ضروری به نظر میرسد.آرتروپلاستی به عمل ساخت مفصل جدید قابل حرکت اطلاق میشود. تکامل موفقیت آمیز آرتروپلاستی در سی سال اخیر در اثر ابداع مواد بیولوژیک جدید برای تعویض سطوح مفصلی و نیز تکنیکهای جراحی برای اتصال آنها حاصل شده است. آرتروپلاستی هیپ, انقلابی در درمان آرتریت مفصل ران به وجود آورده است. به طوری که در حال حاضر استفاده از آرتروپلاستی به زانو، شانه آرنج و برخی از مفاصل دست و پا نیز گسترش یافته است.

استفاده از آرتروپلاستی بیشتر در سالمندان و بیماران مبتلا به آرتروز شایع است اما در مواقعی در اثر شکستگی و حوادث و تصادفات و بویژه زمانی که احتمال جوش خوردن استخوانهای شکسته اندک باشد و بازگرداندن مفصل به شکل اولیه خود ناممکن است، پزشک از پروتزها و مفاصل مصنوعی برای ترمیم استخوانها و بازسازی مفاصل کمک میگیرد. با توجه به مطالب بیان شده اهمیت این کالا به وضوح مشخص است.

کشورهای عمده تولید کننده و مصرف کننده ایمپلنت پزشکی

 

کشورهای عمده تولیدکننده ایمپلنت پزشکی

ردیفنام کشورنوع تولیدات
1سوییسمفصل مصنوعی
2آمریکامفصل مصنوعی
3آلمانمفصل مصنوعی
4فرانسهمفصل مصنوعی
5چینمفصل مصنوعی

کشورهای عمده مصرف کننده ایمپلنت پزشکی

ردیفنام کشورعنوان محصول
1آمریکامفصل مصنوعی
2آلمانمفصل مصنوعی
3فرانسهمفصل مصنوعی
4چینمفصل مصنوعی

بررسی اجمالی تکنولوژی و روشهای تولید ایمپلنت پزشکی

در تولید قطعه ایمپلنت هیپ از روش فورج استفاده میگردد که به شرح زیر میباشد:

  1. انتخاب مواد اولیه
    آنالیز دقیق مواد اولیه در خصوصیات مکانیکی و فنی قطعه نهایی بسیار نقش مهمی را ایفا می نماید از اینرو انتخاب مواد اولیه (نوع ترکیب فولاد یا فلزات رنگین)اولین مرحله فرایند تولید محسوب میگردد.
  2. آماده سازی مواد اولیه
    برخی قطعات مورد استفاده در ساخت ماشین آلات صنعتی، نیازمند استفاده از قطعاتی با مشخصههای مکانیکی خاص هستند که این مشخصات در مواد اولیه موجود بازار قابل استحصال نمیباشد .از اینرو لازم است خواص مواد اولیه مورد استفاده از طریق عملیات متالوژیکی بهبود پیدا نماید .کربن دهی،
    نیتروژنیزاسیون و موارد مشابه از عملیات بهبود خواص مکانیکی مواد اولیه محسوب میگردد که این عملیات روی مواد اولیه مورد استفاده قطعه سازی انجام میگیرد.
  3. گرم کردن مواد اولیه و رساندن آن به نقطه خمیری
    عملیات فورج (آهنگری) به دو صورت گرم و سرد انجام می گیرد. روش سرد در ساخت قطعات با درجه استحکام پایین و همچنین درجه شکلدهی اندک مورد استفاده قرار میگیرد. این روش کاربرد اندکی در صنعت دارد و اکثراً مخصوص قطعات کوچک و ساده است.

    روش دوم عملیات فورجینگ، فورج گرم است که بخش عمده و قریب به اتفاق قطعه سازی تحت این فرایند را تشکیل میدهد. در این حالت مواداولیه مصرفی قطعه مورد نظر تا درجه خمیری به وسیله کوره های مخصوص عملیات آهنگری گرم شده (گداخته شده) و قطعه جهت عملیات کوبش و شکلدهی آماده میشود. درجه دقیق حرارت دهی مواد تابع آلیاژ و ترکیب مواد و همچنین خصوصیات مکانیکی مورد انتظار از قطعه نهایی می باشد.

  4. شکل دهی قطعه گداخته توسط ضربات پرس
    محور فرایند فورجینگ، شکل دهی قطعه در حالت گداخته است .در این مرحله قطعه سرخ شده در قالب قرار داده شده و به وسیله ضربات پرس فورج، شکل قالب را به خود میگیرد .در این عملیات قطعه گداخته با فشار داخل قالب رانده میشود که این عمل سبب فشرده شدن قطعه و همچنین ایجاد بلورهایی یکسان و همگن با اندازه کوچکتر از وضعیت اولیه شده که در نهایت نتیجه سبب بهبود خواص مکانیکی قطعه همزمان با شکلگیری آن میگردد.
  5. ماشینکاری قطعه فورج شده و رساندن آن به شکل و ابعاد نهایی
    در بالا ذکر شد که محوریت عملیات فورج، شکل دهی آن در حالت گرم از طریق فشار پرس و راندن قطعه با فشار به داخل قالب میباشد. در این عمل به علت گداخته بودن قطعه، اکسیداسیون در سطح قطعه اتفاق میافتد. از طرف دیگر دقت ابعادی در عملیات فورج عموماً قابل رعایت نمیباشد و لذا از نظر ابعادی
    قطعه فورج شده به صورت کامل منطبق با ابعاد نهایی مورد انتظار از قطعه مطابق نقشه فنی آن نیست . بنابراین به منظور حذف سطح اکسید شده قطعه و همچنین تولید قطعه با ابعاد دقیق مطابق نقشه فنی، قطعه فورج شده ماشینکاری میگردند.

    عملیات ماشینکاری علاوه بر حذف اکسید سطح قطعه و ایجاد ابعاد بسیار دقیق، صافی سطح مورد نظر را نیز روی قطعه ایجاد نموده و آن را مناسب جهت استفاده در محل مورد نظر ماشین مینماید. همچنین برای تهیه قسمت پلیمری از دستگاه تزریق استفاده میشود. بدین صورت که گرانولهای پلی اتیلن وارد قسمت خوراک میشوند، حرارت داده میشوند و پس از ذوب شدن وارد قالب میشوند و به شکل قالب مورد نظر در میایند. در ادامه شکل دستگاه های مورد استفاده جهت تهیه ایمپلنتهای پزشکی آمده است. لازم به ذکر است از آنجا که این قطعات در بدن مورد استفاده قرار میگیرند نیاز به استریلیزاسیون و میکروبزدایی در انتهای عملیات ساخت دارند.

پرس

64 - طرح تولید ایمپلنت پزشکی
ماشین پرس

کوره عملیات حرارتی

کوره عملیات حرارتی
کوره عملیات حرارتی

کوره مشعلی پیشگرم و فرم دهی

66 - طرح تولید ایمپلنت پزشکی
کوره مشعلی پیشگرم و فرم دهی

ماشین فرز نیمه سنگین

ماشین فرز نیمه سنگین
ماشین فرز نیمه سنگین

دیاگرام تولید ایمپلنت پزشکی

دیاگرام ساخت قطعات فلزی:
دیاگرام ساخت قطعات فلزی

دیاگرام ساخت قطعات پلیمری :
دیاگرام ساخت قطعات پلیمری

معرفی تولید کنندگان ماشین آلات خط تولید ایمپلنت پزشکی

  • شرکت های ایرانی:
    1. آذرکار : انواع کوره ها
    2. تپکا: انواع کوره ها
    3. ماشین سازی تبریز: دستگاههای فرز و تراش و سنگ و …
    4. ماشین سازی اسدالهی: پرس هیدرولیک و ضربه ای
  • شرکت های خارجی:
    • تولیدکننده ماشین تراش و فرز:
      1. J.P. Machine Tools
      2. Decora Machine Tools
      3. Leader Machine Tools
      4. Technomech Machine Tools
    • تولیدکننده کوره :
      1. Technotherma India (Pvt)
      2. Thermotec Furnaces, (India)
      3. Industrial furnaces
      4. Exacta Furnaces
      5. OXY-GON INDUSTRIES

User Rating: 4.55 ( 1 votes)
به این مطلب امتیاز دهید:
1 رای5/5
گرد آورنده
ایـ توجیهی
برچسب ها
دانلود رایگان طرح توجیهی

نوشته های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
سبدخرید حذف شد . Undo
  • هیچ محصولی در سبد وجود ندارد.
بستن
بستن