V tuto chvíli se produkuje pouze velmi malé množství keramických implantátů. Mají většinou jednoduchý tvar, protože se vyrábějí na bruskách s diamantovými kotouči, které mají omezené možnosti, co se týče různých kontur, kapes a dalších složitých tvarů obráběných součástí.
Samotné broušení je velmi pomalý proces a výroba je proto nákladná. Z toho vyplývá, že implantáty jsou extrémně drahé. Natolik, že si je vybere jen mizivé procento pacientů, většina zvolí dostupnější kovové implantáty.
Většina implantátů se dnes vyrábí z titanu, chromkobaltové nebo nerezové oceli. Nejčastějšími implantáty jsou pak kolenní a kyčelní náhrady, ale využívají se také stehenní, kloubní a holenní implantáty. Průměrná životnost kovových implantátů závisí na jejich použití. Čím více je život příjemce aktivnější, tím dříve se implantát opotřebuje. V některých případech se může jednat o pouhých 10 let, u méně aktivních osob pak až 25 let. Znamená to, že u mladších příjemců kovových implantátů by bylo pravděpodobně nutné během jejich života jednou či dvakrát implantát vyměnit. Nutno podotknout, že rehabilitace po těchto typech ortopedických operací, jako jsou nahrazování kolene či kyčle, je velmi bolestivá a trvá velice dlouho.
Nyní uvažujme o keramických implantátech, jejichž životnost je průměrně 75 let – v zásadě celý život. Příjemce by absolvoval pouze jednu operaci a pouze jedno období nutné k zotavení. Navíc by došlo k naprosté eliminaci otěru, který vzniká při opotřebovávání kovových implantátů a který způsobuje vnikání cizích částic do těla.
Na druhou stranu je jasné, že žádné z výhod keramických materiálů nebudeme moci využívat, dokud nebude možné materiály obrábět při nižších nákladech, což povede k jejich větší finanční i časové dostupnosti. Proto v současné době výrobci, univerzity a další výzkumná zařízení zkoumají a testují nejrůznější přístupy, jak úspěšně obrábět keramické materiály za využití běžných obráběcích strojů. A technika využívající laser se zatím zdá velice slibnou.
Klíčovými vlastnostmi tohoto úsporného procesu obrábění keramických materiálů jsou speciálně navržené břitové destičky a radiální použití laseru připojeného na multifunkční obráběcí stroj. Stroj naprosto přesně zaměřuje paprsek laseru na místo před břitovou destičku, čímž změkčuje materiál součásti a ta se pak snadněji obrábí.
Mezi technologie obrábění snažící se dosáhnout nákladově efektivního obrábění keramických materiálů patří polykrystalický diamant (PCD) a kubický nitrid bóru (CBN). CBN ukazuje velký potenciál hned v několika aplikacích v keramických materiálech. Navíc jsou na obrábění keramiky testovány nástroje z extrémně tvrdého karbidu.
V současnosti je díky obrábění s využitím laseru možné úspěšně obrábět, frézovat a závitovat keramické materiály jako nitrid křemíku, zirkon a oxid hlinitý. Ale co je nejdůležitější, systém zvyšuje životnost nástrojů a zároveň snižuje dobu nutnou k obrábění těchto materiálů, navíc umožňuje obrábět součásti, které by dříve vyrobit nebylo možné.
Organizace vyvíjející techniky obrábění s využitím laseru budou nadále získávat další zkušenosti s procesem obrábění keramických materiálů a bude dosaženo také velkých pokroků v použití keramiky ve zdravotnictví stejně jako v dalších oborech, jako jsou součásti motorů automobilů či letadel a ložiska. V tuto chvíli je však stále ještě nutné nadále testovat, abychom lépe porozuměli přípravě břitů obráběcích nástrojů a chemickým reakcím mezi nástroji a specifickými keramickými materiály. Dalším testováním dojde také k efektivnějšímu využití laseru, aby rychleji zahříval keramické materiály a také byl přesnější při zaměřování míst součásti, která je třeba zahřívat.
Pokud se bude metoda využívající laser rozvíjet v současném tempu, mohlo by obrábění keramických materiálů postupně nahradit diamantové kotouče stejným způsobem, jakým soustružení nahradilo broušení před dvaceti lety. A přestože je tato metoda stále ještě v plenkách, na cestě za snížením nákladů na obrábění zdravotnických implantátů a součástí z průmyslových keramických materiálů již bylo dosaženo zásadního milníku.
Don Graham
Zdroj: MEPAX