Mikrospritzguss revolutioniert in der Zahnmedizin die Techniken der Wurzelkanalfüllung (endodontische Obturationstechniken)

Mikrospritzguss ist bekannt für seine Vielfalt an Herausforderungen, insbesondere im Bereich mikromedizinischer Teile.

Die Firma polymermedics erweitert und verbessert konsequent ihre Produktionskompetenzen um sicherzustellen, dass sämtliche Projekte stets ihren hochgesteckten Qualitätsanforderungen gerecht werden – egal wie komplex sie auch sein mögen!

Durch diese Zielsetzung hat sich polymermedics zu einem führenden medizinischen Spritzgusshersteller entwickelt und wurde daher für die Entwicklung von ´C-Point` ausgewählt, dem weltweit ersten selbstdichtenden Obturations-Punkt, der in der Zahnmedizin im Rahmen von  Wurzelkanalbehandlungen eingesetzt wird.

Mikrospritzguss und seine Herausforderungen

Mikrospritzguss bedeutet für einen Ingenieur oft eine große Herausforderung:

Aufgrund der Präzision, die für die Arbeit mit einer derart winzigen Größe erforderlich ist, müssen spezielle Maschinen zur Verfügung stehen, die auf eine Fertigung mit extrem geringen Toleranzen ausgerichtet sind und es ermöglichen, Produkte herzustellen, die so klein sind wie Staubkörner.

Unabhängig davon, wo die Fertigung stattfindet und wie viele Fachleute das Design überprüfen, müssen Spritzgießer trotzdem stets alle möglichen Vorkehrungen treffen, um eventuell auftretende Problemlagen umgehend zu lösen.

Im Folgenden finden Sie einige der wichtigsten Hindernisse, mit denen sich Ingenieure während des Design- und Produktionsprozesses oft konfrontiert sehen:

  • De-facto können Anguss- und Kanalsysteme bis zu 75% des Shots oder sogar mehr ausmachen
  • Um die Viskosität zu reduzieren ist eine höhere Einspritzgeschwindigkeit erforderlich
  • Es besteht ein steigender Bedarf an signifikantem Druck um zu gewährleisten, dass das Material die Spritzgussform bei der exakten Temperatur füllt
  • Zur Herstellung dieser leistungsstarken Miniaturteile sind spezifische Materialien erforderlich. Zu den gängigsten Materialien gehören Polyamid-Imide, Polyetherimide, Flüssigkristall-Polymer, PPS und neue Cyclo-Olefin (COC) Harze.

Verpackung, Qualitätskontrollen und Produkttests nach der Herstellung bringen weitere Maßnahmenkomplexe mit sich. Die Arbeit mit solch extrem kleinen Teilen lässt nicht den geringsten Spielraum für jegliche Art von Fehlern, so dass eine absolute Prozessstabilität unabdingbar ist.

Wenn schon Mikrospritzguss in seinem Standard-Herstellungsverfahren derart anspruchsvoll ist, kann man sich leicht vorstellen, welche Herausforderungen ein Mikrospritzgussverfahren im medizinischen Bereich mit sich bringt.

Tatsächlich wächst die Medizintechnik-Industrie heutzutage weiterhin exponentiell, mit einer steigenden Nachfrage nach weiteren innovativen und noch kleineren mikro-medizinischen Geräten.

Und der medizinische Mikrospritzguss hat seine ganz eigenen Herausforderungen:
von der Auswahl der richtigen Medizintechnik-Kunststoffmaterialien bis hin zu geforderten hohen Qualitätsstandards und Reinraumbedingungen.

Medizinischer Mikrospritzguss findet seine Einsatzbereiche z.B. in der Zahnmedizin, Urologie, Onkologie, Interventionskardiologie oder der Peripherie-Medizin. Dort und in vielen weiteren medizinischen Bereichen helfen Mikrospritzguss-Produkte, das Leben von Patienten zu retten und zu erhalten.

Die Fallstudie – C-Point

Die Herausforderung

Nach 40-jähriger Erfahrung im Bereich des medizinischen Spritzgusses, aufgrund unseres langjährig gesammelten Know-Hows und unserer stetig gewachsenen Expertise sahen wir uns bereit, uns einer neuen Herausforderung zu stellen.

Das Projekt C-Point war für dieses Vorhaben bestens geeignet – mit C-Point haben wir eine revolutionäre Entwicklung gestartet, welche ein hohes Maß an Verantwortung mit sich brachte, lange und intensive F&E bedeutete und exakt maßgeschneiderte Lösungen erforderte:

Wir wollten ein Produkt herstellen, welches Guttapercha als Standardmaterial für Endo-Behandlung ersetzen sollte!

Das Produkt, welches wir daraufhin entwickelt haben, besteht aus selbstdichtenden Obturationspunkten, die im Rahmen einer Wurzelkanalbehandlung eingesetzt werden.

Diese „C-Points“ bestehen aus einem zwei-Komponenten-Design: aus einem zentralen Kern und aus einer hydrophilen Polymer-Beschichtung, die sich ausdehnt, um Kanal-Unregelmäßigkeiten auszugleichen.

Die Herstellung eines derart komplexen Produktes mit gleichzeitig solch geringen Toleranzen wie bei C-Point bedeutete für uns eine außerordentliche technische Herausforderung – es bedeutete eine absolut neue Fertigungsebene, welche den Einsatz von ultrapräzisen Werkzeugen erforderte:

  • Ein ultrapräzises Werkzeug musste hergestellt werden – dies erforderte Entwicklungen auf einer völlig neuen Ebene des Werkzeugbaus
  • Mit Hilfe von Mikrospritzguss musste ein Kern für die Füllung des C-Points hergestellt werden um sicher zu stellen, dass eine Ausdehnung des Teils nur radial erfolgt.
  • Durch den Einsatz genau abgestimmter Materialmischungen wurde eine exakte Präzision des chemischen Mixes für die Beschichtung gewähreistet.

Die Lösung

Experten von polymermedics planten sorgfältig jede Phase des Designs und der Produktion, um jede dieser Herausforderungen zu meistern.

Zur Herstellung des C-Points entschied man sich für den Einsatz der Wittman Battenfeld Mikrospritzgussmaschine und der Battenfeld Spritzgussmaschine.

Die Qualität des Herstellungsprozesses und seiner Ergebnisse wurden durch ISO13485-Standards sichergestellt.

Mit Hilfe von Datenanalysetechniken und -werkzeugen wie Six Sigma und DOE konnten wir alle eventuell auftretenden Probleme sofort erkennen und diese direkt während des Herstellungsprozesses beheben.

Der Erfolg war offensichtlich:

  • Das fertige Produkt verfügt über einen zentralen Kern, welcher hervorragende Handhabungseigenschaften ermöglicht, und über eine hydrophile Polymerbeschichtung, die mit dem zentralen Kern verbunden ist und sich radial ausdehnt, um so alle Arten von Kanälen zu versiegeln;
  • Der innere Kern von C-Point ist eine Mischung aus zwei proprietären Nylon- Polymeren: Trogamid T und Trogamid;

  • Die hydrophile Beschichtung ist ein Co-polymer von zwei Monomeren, Acrylonitril und N-Vinyl-Pyrrolidon, NVP,polymerisiert und vernetzt mit Allyl Methacryla T und einem thermischen und UV-aktiven Initiator;

  • Das Produkt hat alle Kriterien für eine Zertifizierung erfüllt und wurde erfolgreich CE-gekennzeichnet.

Zusammenfassung

Die Fallstudie hat gezeigt, dass polymermedics über alle notwendigen Mittel verfügt, um anspruchsvolle Projekte durchzuführen und deren komplexe Herausforderungen zu bewältigen.

Der C-Point ist der Beginn einer neuen Ära in der Endodontie. Das Produkt kann sich selbst den kompliziertesten Wurzelkanalprofilen anpassen, die durch ein zahnmedizinisches Dateisystem generiert werden, und bietet eine zuverlässige Abdichtung, sobald das Produkt eingebracht wurde.

Es ist biokompatibel, baut sich jedoch nicht biologisch ab und ermöglicht dadurch ein lebenslanges Tragen der Füllung.

Dieses Projekt hat uns angespornt,unsere Fähigkeiten weiter zu erforschen und das gewonnene Know-how zu nutzen, um selbstbewusst Projekte zur Herstellung anspruchsvoller Produkte für jede Branche durchzuführen.

Wir von polymermedics sind stolz darauf, die ersten selbstdichtenden Obturations-Punkte der Welt zu produzieren.