Avalign Technologies ứng dụng công nghệ in 3D EBM từ GE Additive trong lĩnh vực chấn thương chỉnh hình
Jeff McCaulley là giám đốc điều hành của Avalign Technologies – một công ty hoạt động trong lĩnh vực cấy ghép phẫu thuật chỉnh hình. Ông là người luôn ủng hộ việc ứng dụng công nghệ sản xuất bồi đắp kim loại, đặc biệt là công nghệ Electron Beam Melting (EBM), trong lĩnh vực cấy ghép chỉnh hình bởi những lợi ích mà ông có thể cảm nhận được.
Từ nhiều năm trước đây, ngành chỉnh hình đã sớm áp dụng công nghệ sản xuất bồi đắp kim loại để chế tạo các bộ phận cấy ghép. Cho đến nay, ứng dụng này vẫn đang tiếp tục phát triển khi ngày càng nhiều tổ chức biết đến và áp dụng nhiều hơn. Những nhà phân tích ngành đã chỉ ra rằng công nghệ in 3D kim loại đang được ứng dụng nhiều nhất trong việc tái tạo đầu gối, điều chỉnh cột sống và điều trị gãy xương.
Tiềm năng, năng lực và sự hợp nhất
“Các OEM chỉnh hình đang tìm cách cải thiện năng lực và nguồn lực để mở rộng quy mô. Tại Avalign, chúng tôi đã thiết lập một danh mục đầu tư hoàn hảo, bao gồm gần như toàn bộ thiết bị và quy trình trong công cuộc sản xuất thiết bị chỉnh hình,” McCaulley cho biết. “Chúng tôi là một trong số ít công ty có khả năng tự thiết kế, phát triển, sản xuất, triển khai các hệ thống thiết bị và hoạt động cấy ghép – từ đầu đến cuối – với sự hợp tác từ các đối tác OEM của chúng tôi”.
Để đạt được mục tiêu trở thành tổ chức thiết kế, phát triển và sản xuất hàng đầu trong lĩnh vực chỉnh hình, đồng thời thiết lập vị trí dẫn đầu về năng lực và khả năng ứng dụng in 3D của mình, Avalign đã mua lại Slice Manufacturing Studios vào tháng 1 vừa qua để trở thành trung tâm dẫn đầu trong sản xuất bồi đắp hiện đại.
Slice, hiện được gọi là Avalign Additive and Advanced Manufacturing, là một xưởng sản xuất bồi đắp toàn diện. Tọa lạc tại Akron, Ohio, cơ sở sản xuất độc nhất vô nhị rộng 40.000ft vuông này cung cấp các dịch vụ từ thiết kế, phát triển, tạo mẫu, thử nghiệm cơ học và các dịch vụ quản lý cho đến sản xuất cuối cùng cũng như làm sạch và đóng gói vô trùng.
Avalign hiện đang vận hành 11 hệ thống EBM GE Additive – một trong những hệ thống EBM tập trung vào sản xuất y tế lớn nhất trên thế giới. Đối với cấy ghép chỉnh hình, khu vực chế tạo của GE Additive Arcam EBM Q10plus được thiết kế để cho phép xếp chồng tối ưu các loại chi tiết cấy ghép phổ biến nhất, với buồng chế tạo được phát triển để xử lý bột dễ dàng và thời gian lặp lại nhanh. Trong số 11 máy đang chạy tại Avalign, hai máy GE Additive Arcam EBM Q10 được sử dụng làm máy phát triển, chế tạo thiết bị và chi tiết.
Nền tảng công nghệ EBM mang lại những thành công to lớn
“Nền tảng Arcam vẫn là nền tảng duy nhất đủ tiêu chuẩn cho sản xuất chung quy mô lớn, thứ mà công nghệ in bằng laser không làm được. Với Q10plus, bạn có thể lồng các sản phẩm của mình và xếp chồng lên nhau để có thể tận dụng tốt nhất thời gian và lượng bột có trong máy. Nó giúp chúng ta tiết kiệm cả về thời gian và chi phí. Quy trình này là hoàn hảo cho khách hàng của chúng tôi,” Allen Younger, chuyên gia phát triển kinh doanh và sản phẩm về sản xuất bồi đắp tại Avalign Technologies cho biết.
“Chúng tôi ngay lập tức kêu gọi những người coi EBM là công nghệ tốt nhất cho sản phẩm của họ để có thể mở rộng quy mô. Tuy nhiên, chúng tôi cũng nhận thấy rằng những khách hàng từng sử dụng công nghệ in bằng tia laser đang ngày càng nhận thấy giá trị của EBM,” ông tiếp tục.
Mặc dù Avalign dẫn đầu về ứng dụng EBM nhưng nó cũng có khả năng bổ sung laser. Hơn nữa, công ty cho biết họ không coi EBM và laser là đối thủ cạnh tranh. Thay vào đó, tuy vào ứng dụng của mỗi khách hàng mà họ sẽ lựa chọn công cụ và công nghệ phù hợp nhất. Still Avalign tin rằng EBM cung cấp một giải pháp khác biệt cho hầu hết các loại cấy ghép khớp lớn và một số loại cấy ghép cột sống nhất định. Nó hiệu quả và giúp tiết kiệm chi phí với các bộ phận luôn gần như hoàn chỉnh khi lấy ra khỏi máy. Nhờ vào đó, họ tiết kiệm thời gian và tiền bạc gia công khi đưa sản phẩm ra thị trường.
Công nghệ tuyệt vời cần một đội ngũ tuyệt vời
EBM và vật liệu in 3D nói chung là công nghệ sản xuất thế hệ tiếp theo, nhưng nó cũng cần các công nghệ bổ sung và một đội ngũ vận hành tuyệt vời, không chỉ trong thiết kế và tạo mẫu mà còn cho đến người vận hành máy. Avalign có những kỹ sư tài năng với bộ kỹ năng độc đáo và Younger không thể mô tả hết cách họ liên tục khiến máy móc của công ty hoạt động hết công suất.
“Ngay từ đầu, chúng tôi đã khuyến khích các nhóm của mình chấp nhận sự phức tạp, bởi vì đó là điểm mà sản xuất bồi đắp thực sự khác biệt với sản xuất trừ. Không có chi phí bổ sung cho việc tạo ra một bộ phận khó sản xuất. Chúng tôi yêu cầu khách hàng của mình loại bỏ mọi ràng buộc, giải phóng trí tưởng tượng của họ để giải quyết những thách thức lâm sàng phức tạp nhất, mang chúng đến cho chúng tôi và chúng tôi sẽ in nó! Từ góc độ thiết kế, các kỹ sư đang trở nên táo bạo và tự tin hơn với các thiết kế của mình và không ngừng nói với chúng tôi rằng ‘Tôi có thể tạo ra ba, bốn hoặc năm cách khác nhau này!’ Thật tuyệt vời khi xem!” McCaulley nói.
Hợp tác xuyên suốt chuỗi giá trị
Trong lĩnh vực công nghệ đang phát triển nhanh chóng như vậy, điều cần thiết là phải có sự hợp tác sâu rộng với các chuyên gia trong lĩnh vực này, những người nhìn thấy các ứng dụng tiên tiến từ nhiều ngành công nghiệp. Do đó, Avalign hợp tác chặt chẽ với GE Additive. Đó là sự hợp tác mang lại giá trị gia tăng trong việc chia sẻ kỹ năng, chuyển giao quy trình và kiến thức. McCaulley cho biết thêm: “Chúng tôi thường có nhóm GE Additive tại chỗ, thách thức chúng tôi cùng nhau làm được nhiều việc hơn và chia sẻ ý tưởng về cách chúng tôi có thể vượt giới hạn để phục vụ khách hàng tốt hơn”.
Kinh nghiệm dẫn đến phê duyệt nhanh hơn
Tại Hoa Kỳ, Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm (FDA) có Nhóm Công tác Sản xuất Bồi đắp riêng. Với sự hiểu biết tốt hơn về công nghệ cũng như cách sử dụng nó, những phê duyệt cho các ứng dụng chỉnh hình mới giờ đây chỉ mất vài tháng thay vì nhiều năm như trước kia.
Đó là tin tức thú vị. Trong khi cấy ghép chỉnh hình đại diện cho một số thiết bị y tế thành công nhất trong y học hiện đại, thì công nghệ sản xuất phụ trợ có tiềm năng mở ra một thế hệ thiết kế mới.
Đẩy nhanh tốc độ tăng trưởng trong EBM
Sau một thời gian tăng trưởng ấn tượng của công nghệ in 3D kim loại trong lĩnh vực chỉnh hình, ngày mai sẽ ra sao?
“Có rất nhiều điều cho thấy thị trường này sẽ tiếp tục phát triển. Câu hỏi đặt ra là các OEM chỉnh hình, các nhà sản xuất theo hợp đồng như Avalign và các nhà sản xuất máy bồi đắp như GE Additive có thể tiếp tục đổi mới nhanh hơn đến mức nào? Lời hứa về cấy ghép cá nhân hóa từ lâu đã được coi là trò chơi kết thúc. McCaulley cho biết: Mặc dù các bộ phận cấy ghép dành riêng cho bệnh nhân, được in 3D vẫn chưa được FDA chấp thuận, nhưng tiềm năng này rất hứa hẹn và có thể thúc đẩy đáng kể sự phát triển của AM trong lĩnh vực chỉnh hình”.
Các chuyên gia về in 3D đang bắt đầu bước vào phòng mổ để hướng dẫn bác sĩ phẫu thuật – một biểu hiện phát triển của sự hợp tác xuyên suốt chuỗi giá trị sản xuất bồi đắp từ các chuyên gia y tế và chăm sóc sức khỏe, các nhà thiết kế thiết bị và mô cấy, các nhà sản xuất theo hợp đồng cho đến các OEM máy.
“Tôi khá vui mừng về những gì đang diễn ra trong ngành chỉnh hình ngày nay. McCaulley cho biết thêm: Một số ứng dụng thật phi thường nhưng tôi thậm chí còn vui mừng hơn về những gì chúng tôi có thể mong đợi cho bệnh nhân trong tương lai và đặc biệt là về vai trò của chúng tôi trong chuỗi giá trị.