PEEK modellabile ad iniezione

Personale di PlasticsToday | 24 settembre 2021

L'azienda chimica tedesca Evonik e il trasformatore svizzero di materie plastiche Samaplast hanno collaborato allo sviluppo di un materiale osteoconduttivo a base di PEEK compatibile con lo stampaggio a iniezione. I prototipi di impianti spinali sono stati modellati per illustrare le proprietà di lavorazione del nuovo polimero ad alte prestazioni, VESTAKEEEP Fusion.

Finora era praticamente impossibile produrre impianti mediante stampaggio a iniezione con composti polimerici con particelle bioattive, perché sulla superficie si forma solitamente un sottile strato polimerico che impedisce la crescita dell'impianto, ha spiegato Evonik in un comunicato stampa. Le microparticelle appositamente configurate di VESTAKEEEP Fusion e la loro distribuzione omogenea, tuttavia, consentono la formazione di additivi funzionali di fosfato di calcio bifasico (BCP) sulla superficie dei componenti stampati a iniezione. Gli additivi consentono alle cellule ossee di aderire più rapidamente all'impianto e favoriscono l'osteointegrazione tra osso e impianto.

"Ai produttori di impianti mancava un materiale PEEK che si fonde con le cellule ossee e, quindi, accelera la guarigione", ha affermato Marc Knebel, responsabile del segmento di mercato dei sistemi medici presso Evonik. "Stiamo colmando questa lacuna nel mercato con VESTAKEEEP Fusion e offrendo un'alternativa agli impianti in titanio, acciaio inossidabile o cromo-cobalto."

Inizialmente offerto sotto forma di granuli e come prodotti semilavorati, VESTAKEEEP Fusion può essere fresato, stampato a compressione, estruso e stampato a iniezione, ha affermato Evonik. Il composto è stato ottimizzato per lo stampaggio a iniezione in stretta collaborazione con Samaplast AG.

"Abbiamo testato VESTAKEEEP Fusion su macchine per lo stampaggio a iniezione in camera bianca e abbiamo scoperto che era molto facile da lavorare", ha affermato Stefan Okle, CEO di Samaplast, in una dichiarazione preparata. "Grazie all'eccellente scambio con Evonik, siamo stati in grado di produrre un prototipo entro 10 giorni." In precedenza, il solo sviluppo degli strumenti richiedeva dalle otto alle dieci settimane. Con la prototipazione rapida, questo processo può essere notevolmente ridotto.

Per dimostrare il potenziale medico della tecnologia, Evonik e Samaplast hanno prodotto prototipi di impianti intervertebrali, noti come gabbie o distanziatori, che vengono utilizzati per riempire lo spazio discale nella colonna vertebrale dopo la sua rimozione a causa della degenerazione del disco. "Abbiamo prodotto una gabbia che contiene tutti i dettagli rilevanti per gli impianti spinali, come dentellature, filettature e aperture", ha spiegato Okle.

Grazie alla libertà di progettazione offerta dallo stampaggio a iniezione, le gabbie basate su VESTAKEEP Fusion possono essere adattate alle anatomie specifiche del paziente e alle diverse tecniche chirurgiche. I modelli di gabbia mostrano la diversità progettuale negli incastri e nelle cavità per l'ossificazione. Inoltre, il design facilita la guida dello strumento durante l'intervento chirurgico e consente tecniche chirurgiche minimamente invasive e di facile utilizzo per il paziente.

Con VESTAKEEEP Fusion, Evonik introduce una nuova linea di prodotti di materiali implantari di prossima generazione basati su PEEK che accelerano la fusione ossea e la convalescenza. Secondo Evonik, gli studi in vitro documentano un aumento di oltre il 30% nell'attaccamento cellulare e nella proliferazione cellulare. Nei test preclinici, l’esame istologico rivela una fitta rete di osteoblasti neoformati all’interfaccia osso-impianto. L'istomorfometria ossea mostra un aumento di circa due volte dell'apposizione ossea. Inoltre, i test di pull-out dimostrano un aumento più che doppio della fissazione dell'impianto, ha affermato l'azienda.

Evonik sta inoltre sviluppando un filamento VESTAKEEEP Fusion stampabile in 3D che può essere elaborato tramite produzione additiva utilizzando la tecnologia di fabbricazione del filamento fuso.

Evonik presenterà il biomateriale VESTAKEEEP Fusion durante la fiera EUROSPINE a Vienna dal 6 all'8 ottobre 2021.

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