Holländska PEEK 3D-utskriftsstartup Bond3D och medicinska implantatutvecklare Invibio Biomaterial Solutions har framgångsrikt utvecklat en metod för att additivt tillverka spinal fusion burar för att bättre underlätta patientens återhämtning.
"Nästa generations" ryggradsfusionsanordning som utvecklats av de två företagen har inte bara alla terapeutiska fördelar som sin föregångare utan kan också konfigureras med den porositet som behövs för att stimulera ny benbildning. På Formnext sägs även företagens nätstrukturer vara tillräckligt biokompatibla för att godkännas av amerikanska Food and Drug Administration, vilket de just nu går igenom de regulatoriska stegen för att få.
△CT-bild av mesh spinal fusionsbur tryckt av Bond3D
Bond3Ds PEEK 3D-utskriftsteknik
Bond3D har sin bas i Enschede och specialiserar sig på produktion av funktionella komponenter från högpresterande polymerer som är certifierade för slutanvändning i kritiska applikationer. Företagets verksamhet kretsar kring en patenterad tryckkontrollerad extruderingsprocess där filament kan tryckas i lager, vilket resulterar i en slutlig del med en densitet större än 99 procent.
Denna teknologi gör det möjligt för Bond3D att adressera medicin-, flyg-, energi- och fordonsmarknaderna tack vare kompatibilitet med material som polyimider, fluorpolymerer, flytande kristallina polymerer och polyaryleterketoner (PAEK).
För att hjälpa den att vidareutveckla sin unika extruderingsmetod fick Bond3D finansiering från Victrex 2019, som sägs vara värd "flera miljoner euro". Sedan dess har företaget fortsatt att förfina tekniken, avslöjade sin tomrumsfria PEEK 3D-utskriftsprocess förra året och tillkännagav åtta produktionsfärdiga system.
△Bond3Ds 3D-printade PEEK spinal fusion bur
Fjärde generationens "ryggradsimplantat"
Med tanke på att PEEK är steriliserbart, mycket biokompatibelt och har ett imponerande förhållande mellan styrka och vikt, har det visat sig vara ett populärt material inom den medicinska industrin. Enligt Bond3D har polymeren faktiskt använts för att skapa implantat för mer än 15 miljoner patienter, oavsett om de behöver ortopediska, ryggrads-, trauma- eller kardiovaskulära behandlingar.
Bond3D identifierade en möjlighet inom detta område att utveckla spinala intervertebrala fusioner som möjliggör tydligare, artefaktfri CT/MRT-avbildning. Enligt företaget förblir produktionen av implantat med en modul som liknar naturligt ben, porösa regioner som främjar bentillväxt och styvhet som förhindrar maskkollaps också en pågående utmaning inom området för biomedicinska apparater.
För att ta itu med dessa problem relaterade till avbildning och styvhet, samarbetade Bond3D med Invibio Biomaterials för att utveckla förmågan att 3D-skriva ut högporösa ryggradsburar. Bond3D säger att dess teknologi möjliggör skapandet av "fjärde generationens" implantat som kombinerar alla fördelar med tidigare generationer med förbättrad biomekanik och biokompatibilitet för att hjälpa till med benregenerering.
De två företagen tar nu de sista stegen för att lämna in en FDA-ansökan för en av dessa enheter till en utvecklare av spinalimplantat i USA. Bond3D säger att filen kommer att hjälpa eventuella efterföljande medicinska OEM-tillverkare att ta ut sina mönster på marknaden i framtiden.
Medan 3D-utskrift fortfarande hittar sin fot på den bredare medicinska marknaden, har tekniken redan tagit fart i tillverkningen av skräddarsydda ryggradsimplantat. 4WEB Medical säljer nu ett komplett sortiment av dessa apparater, inklusive dess fristående främre ryggradssystem, avsett att användas under behandling av ryggradstillstånd.
Redan 2018 förvärvade Johnson & Johnson EIT, ett drag som också gav det amerikanska multinationella företaget ett starkt fotfäste inom 3D-utskrift av ryggradsimplantat. Vid den tiden sades affären stärka Johnson & Johnsons ortopediska arm DePuySynthes intervertebrala implantatportfölj, som inkluderar titanintegrerade PEEK-enheter designade för minimalt invasiva procedurer.