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膝インプラントの加工

膝関節インプラントは、耐久性、機能性、生体適合性の基準を満たすために、入念な機械加工と仕上げが施されます。最終的な目的は、外科手術の成功と患者の生活の質の持続的な向上を保証することです。

人工膝関節置換術は、基本的には1970年代から変わらず、製造、材料開発、アプローチ、植え込みの精度など の技術的進歩により、改良が加えられています。

エクストルードホーンは、難加工材料に対してCNCフライス加工よりも優れた効率を維持するインコンドイラーゾーン(ボックスの中央部分)とカムエリアの加工および仕上げ技術を開発しました。

膝のインプラントの加工及び仕上げ方法

このプロセスには、機械加工、研磨、コーティング、品質管理試験等、いくつかの工程が含まれます。膝のインプラントが伝統的にどのように機械加工されるかを見てみましょう。

膝インプラントの加工

膝のインプラントは通常、コバルト-クロム合金、チタン、またはポリエチレン(プラスチック部品用)などの高品質な材料で作られています。

インプラントは最初、コンピュータ支援加工(CNCフライス加工)によって形成されます。

このステップは、インプラントの基本的な形状を形成し、膝関節に正確にフィットする必要がある輪郭や特徴を含みます。

 

インプラント表面の仕上げ

初期の形状が作成されると、インプラントは滑らかな表面を確保するために研磨されます。

研磨は、インプラントの可動部品と体の組織との間の摩擦を減らし、痛みの問題を軽減するために不可欠です。工程:

  • 機械研磨では、研磨工具を使って表面を滑らかにします。
  • 電解研磨では、薄い金属層を除去し、平滑な仕上げを行い、耐食性を向上させます。

滑らかに磨かれた表面は、インプラントの摩耗を防ぎ、寿命を延ばします。

 

インプラントの表面コーティング

インプラントの種類に応じて、表面コーティングを施すことで膝関節プロテーゼの性能と耐久性を向上させることができます。最も一般的なコーティングは以下の通りです。

  • 多孔質コーティングは骨がインプラント内で成長することを可能にし、より良い固定と安定性を促進します。
  • ハイドロキシアパタイト(HA)コーティングは自然の骨を模倣し、インプラント周囲の骨の成長を促進します。これらはしばしばセメントなしのインプラントに使用されます。
  • ポリマー(プラスチック部品用):非常に高い分子量のポリエチレン(UHMWPE)は、脛骨インサート(金属部品の間のプラスチックスペーサー)に最も一般的に使用される材料です。. 

精密試験と検査

研磨とコーティングの後、インプラントは寸法検査と表面粗さ測定という厳しい医療基準を満たすための厳しい品質管理チェックを受けます。

X線回折や類似の技法が、内部応力や欠陥のチェックに使用されることもあります。インプラントはまた、生体適合性試験を受け、身体の組織と悪影響を及ぼさないことを確認します。

 

膝インプラントの滅菌と包装

膝関節インプラントが完成し、すべての検査に合格すると、通常エチレンオキサイドガスやガンマ線などの方法で滅菌されます。滅菌することで、インプラントが安全で、手術に使用できる状態になります。

その後、インプラントは無菌環境で包装され、使用されるまで清潔に保たれます。

 

これらの仕上げの各工程は、膝関節インプラントの全体的な性能に重要な役割を果たし、丈夫で耐久性があり、長年にわたって人体の要求に耐えられることを保証します。

膝関節インプラントの顆間およびカムエリア用ECM加工ソリューション

エクスツルードホーンの技術の独自性により、従来の方法では適切にアクセスすることが困難な領域の加工が可能になります。

金属溶解を利用したECMの滑らかな動作により、ツールパスのミスシェイプによって発生する影、軸ボールねじの摩耗、ツーリングの摩耗などの一般的なフライス加工の欠陥を避けることができます。

膝インプラントのボックスとカム加工用ECM

エクスツルードホーンは、顆間ゾーン(ボックスの中央部分)とカムゾーンの仕上げに、厳しい寸法公差と平行度の要件が必要な場合に、完璧な電解加工ソリューションを提供します。

ECMは、厳密な要件が求められる高生産性環境において、優れた品質を達成するための数多くの利点を提供します:

  • 正確に定義された領域から材料を目標除去。
  • ワークへの機械的・熱的負荷がない。
  • 荒加工と仕上げ加工を1回の作業で行う
  • 公差0.1mm(0.004インチ)以内、平行度0.05mm(0.002インチ)以内。
  • 表面仕上げはRa0.4μm(10μインチ)以上。
  • 手の届きにくい場所や、硬化した金属、加工が困難な金属のバリ取りに適しています。
  • 二次バリが発生せず、シャドウと呼ばれる小さな欠陥が発生するリスクもない。
  • 高速処理1膝90秒(4膝同時)。
  • 複数の膝関節インプラントを同時に処理することで、生産性が向上します。
  • ランニングコストは約1.6ドル/個。
  • 優れたプロセス安定性と堅牢なプロセス制御

電気化学的機械加工(ECM)には、膝関節インプラントを製造する際に、特にCNCフライス加工のような従来の方法と比較して、いくつかの利点があります。

これらの利点は、硬い材料の複雑な形状を高精度で加工し、ワークへのストレスを最小限に抑えるECMのユニークな能力に起因しています:ECMの加工効率は、CNCフライス加工と比較して、難加工材でも高い水準を維持しています。

Extrude Honeを通して、特定のニーズに合わせてた機械の選択が可能です。

Extrude Honeを通して、特定のニーズに合わせてた機械の選択が可能です。

 

新しいモジュール式ECM入門機コンセプトECO+により、エクスツルードホーンはお客様に、ECMアプリケーションのエンジニアリングと運転に適した装置を入手できる柔軟性を提供します。

5つのパッケージを備えた1つのモジュール式システムにより、表面仕上げと高精度ECMの結果を強化し、お客様の要件に合わせて機械を構成することができます。

標準化されたパッケージは、高いモジュール性を提供しながら納期を短縮します。つまり、ECMパーツの品質に影響を与えることなく、不必要なオプションにお金を払う必要がありません。

委託加工の機会:トップ加工技術へのアクセス。

設備投資を望まないお客様に対し、エクスツルードホーンは世界中で委託加工サービスを提供しています。

迅速な納期と妥協のない品質を保証するため、試験および契約能力、豊富な経験、専門家によるサポートをご活用ください。

Extrude Honeでは、比類のない経験を提供することをお約束します。私たちの知識をお客様のプロジェクトに役立てます。最良の解決策を確実にするために、私たちは努力しています。

私たちの目標は、効率を高め、お客様の部品を完璧なものにすることです。

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医療業界用参考資料

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