3D-tulostus mullistaa vaativien ortopedisten implanttien valmistuksen
3D-tulostus tarjoaa nopean prosessin mittatilausimplanttien valmistukseen. Menetelmän valmistustarkkuus ja lähes vapaa geometrian hallinta antavat täysin uudet lähtökohdat implanttirakenteiden kehittämiselle. Valmistusmenetelmän erityispiirteitä hyödyntämällä voidaan vastata perinteisten implanttien puutteisiin niin mekaanisten ominaisuuksien kuin biosoveltuvuudenkin osalta. 3D-tulostus mahdollistaa sellaisten monimutkaisten rakenteiden toteuttamisen, joita muilla valmistusmenetelmillä ei voi toteuttaa. Tällöin voidaan suunnitella esimerkiksi keveitä ja kestäviä rakenteita siten, että optimointi kohdistuu myös hyvin pieniin yksityiskohtiin.
”Ortopedisissä sovelluksissa teknisesti suurin haaste on metallien suuri jäykkyys suhteessa eri luutyyppien jäykkyyteen. Käytössä perinteinen kiinteä ja siksi jäykkä metalli-implantti rasittaa ympärillä olevaa joustavampaa luukudosta ja voi johtaa ennenaikaisiin vaurioihin”, sanoo Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutin tutkimusjohtaja Antti Järvenpää Tulevaisuuden tuotantoteknologioiden (FMT) tutkimusryhmästä.
Oulun yliopiston Tulevaisuuden tuotantoteknologiat -ryhmä (FMT) ja Costa Rican Institute of Technology ovat yhteistyönä tekemässään tutkimuksessa osoittaneet, että 3D-tulostamalla tarkoitukseen suunniteltuja huokosrakenteita kiinteiden rakenteiden sijaan metallirakenteiden joustavuus voidaan optimoida eri luutyyppejä vastaavaksi. Lisäksi huokoisuutta voidaan kontrolloida niin, että implantin pinnasta voidaan tehdä kestävyyden parantamiseksi osittain kiinteä, mutta kudosten tarttuvuutta ja rakenteellista joustavuutta varten huokoinen.
Kehitetty uudenlainen implantti hyödyntää molempia piirteitä niin, että se voidaan kiinnittää luuhun ahdistusliitoksena ilman ruuveja. Tällöin luukudos kasvaa implanttiin kiinni huokoisilta alueilta. Erittäin huokoinen implantin sisärakenne on erinomainen alusta esimerkiksi verisuonten ja hermokudosten kasvulle.
Menetelmällä voidaan merkittävästi lieventää kuormituksen aiheuttamia vahinkoja luun ja implantin rajapinnassa sekä pidentää implantin elinikää. Kehitettyä rakennetta voidaan hyödyntää yleisimmissä ortopedisissä sovelluksissa, kuten lonkassa, polvessa tai selkärangassa, mutta myös harvinaisemmissa kohteissa.
”Digitalisoitu prosessi CT-kuvantamisesta implantin valmistukseen mahdollistaa kirurgisen suunnittelun asiakaskohtaisesti. Asiakkaalle räätälöityjen implanttien kehittäminen mahdollistaa entistä paremman kytkennän ja säädön luun ja implantin välillä. Näin voidaan vähentää kirurgisen toimenpiteen aikaa, kustannuksia ja riskejä. Digitaalisena valmistusmenetelmänä 3D-tulostus on paitsi nopeuttanut implanttien valmistusprosessia, myös parantanut tuotteiden laatua”, tutkija Miguel Araya Calvo Costa Rican teknologisesta instituutista kertoo.
3D-tulostusteollisuudessa tuotantoketju lyhenee, kun biosoveltuvuudelle usein välttämätöntä karheaa ja huokoista pintaa ei tarvitse enää tuottaa erikseen jälkikäteen tehtävillä pintakäsittelyillä. 3D-tulostus mahdollistaa pinnan räätälöinnin valmistuksen aikana.
Metallisten hilarakenteiden kestävyyskokeita on tehty Oulun yliopistossa laboratoriomittakaavassa lääketieteen standardien mukaisesti lupaavin tuloksin. Esikliiniset kokeet on käynnistetty helmikuussa Costa Ricassa. Oulun yliopiston FMT-ryhmän tutkijat matkustivat sinne 3D-tulostettujen metallinäytteiden kanssa tutkimusvierailulle. Metallinäytteet asennetaan eläinten luihin mekaanista laboratoriotestausta sekä biosoveltuvuuskokeita varten.
Lue lisää:
Oulun yliopistossa kehitetään uudenlaisia ortopedisiä implantteja metallin 3D-tulostusta hyödyntämällä
Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutti, FMT-ryhmä
Lisätietoja:
Antti Järvenpää
Tutkimusjohtaja
Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutti, Tulevaisuuden tuotantoteknologioiden tutkimusryhmä (FMT)
antti.jarvenpaa@oulu.fi, p. 044 555 1633
(Matkalla Costa Ricassa 14.-5.3.2023)
Kari Mäntyjärvi
Kehityspäällikkö
Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutti, Tulevaisuuden tuotantoteknologioiden tutkimusryhmä (FMT)
kari.mantyjarvi@oulu.fi, p. 040 084 3050
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Minna KilpeläinenviestintäasiantuntijaOulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutti
Puh:0403523608minna.kilpelainen@oulu.fiKuvat
Tietoja julkaisijasta
Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutti tuottaa näyttöön perustuvaa tietoa ja osaamista mikroyrityksistä ja yritysten toimintaedellytyksistä. Mikroyrittäjyyteen, tulevaisuuden tuotantoteknologioihin ja alueelliseen erinomaisuuteen keskittyvänä tutkimusinstituuttina tuotamme kansainvälisesti vaikuttavaa tietoa. Vastaamme mikroyrittäjyyden tutkimuksen ja koulutuksen valtakunnallisesta tehtävästä. Tutkimuksen yhteiskunnallinen vaikuttavuus on Kerttu Saalasti Instituutin vahvuus.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Oulun yliopisto
OTT Mikko Pikkujämsä yritysjuridiikan työelämäprofessoriksi Oulun yliopiston kauppakorkeakouluun18.4.2024 11:57:43 EEST | Tiedote
Oikeusneuvos, OTT Mikko Pikkujämsä on aloittanut yritysjuridiikan, erityisesti vero-oikeuden työelämäprofessorina Oulun yliopiston kauppakorkeakoulussa. Työelämäprofessorin tehtävänä on vahvistaa yritysjuridiikan opetusta.
Kansainvälisen tähtitieteellisen unionin johtoryhmä Suomeen ensi kertaa 22.–24.4. – tiedotusvälineet tervetulleita tapaamaan johtoryhmän jäseniä17.4.2024 08:45:00 EEST | Tiedote
Kansainvälinen tähtitieteellinen unioni (eng. International Astronomical Union, IAU) on yksi vanhimmista ja suurimmista ammattitieteilijöiden unioneista. Sen johtoryhmä kokoontuu ensi kertaa historiassaan Suomessa; Helsingissä ja Rovaniemellä. Oulun yliopiston isännöimä kokous on merkittävä hetki suomalaiselle tähtitieteelle ja maailmanlaajuiselle yhteistyölle.
Liikuntaseurojen terveyden edistämisessä parannettavaa – seuranuortenkin ruokailutottumuksissa puutteita12.4.2024 06:55:00 EEST | Tiedote
Suomalaiset nuorten liikuntaseurat suhtautuvat positiivisesti terveyden edistämiseen. Seuratoimintaan osallistuvien nuorten terveyttä edistävän syömisen tukemiseksi tarvitaan kuitenkin lisää toimia, väitöstutkimus osoittaa.
Askivuosista merkittävää työkyvyn laskua ja tuottavuuden menetyksiä10.4.2024 05:45:00 EEST | Tiedote
Tupakoinnin aiheuttamille tuottavuuden menetyksille on nyt laskettu hinta Suomessa. Oulun yliopiston tutkimus osoittaa, että elinikäinen tupakoija aiheuttaa yhteiskunnalle ja työnantajalle huomattavasti korkeammat tuottavuuskustannukset kuin tupakoimaton.
Klimatförändringar och kommersiellt tillvaratagande av skogen kan försvaga blåbärsmikrober – skillnader mellan blåbär i norr och söder9.4.2024 09:00:50 EEST | Press release
Enligt ny forskning varierar mångfalden av symbiotiska mikrober i blåbär i södra och norra Finland. Mikrober är livsviktiga för alla livsformer.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme