Usinage des implants du genou

Les implants du genou font l’objet d’un usinage et d’une finition méticuleux afin de répondre aux normes de durabilité, de fonctionnalité et de biocompatibilité requises. L’objectif ultime est de garantir la réussite des procédures chirurgicales et une amélioration durable de la qualité de vie des patients.

Si l’arthroplastie du genou est restée fondamentalement la même depuis les années 1970, les progrès technologiques en matière de fabrication, de développement des matériaux, d’approche et de précision de l’implantation l’ont améliorée.

Extrude Hone a développé des techniques d’usinage et de finition pour la zone intercondylienne (la section centrale de la boîte) et la zone de la came avec une efficacité qui reste supérieure à celle du fraisage CNC pour les matériaux difficiles à usiner.

COMMENT LES IMPLANTS DU GENOU SONT-ILS USINÉS ET FINIS ?

Le processus comprend plusieurs étapes, notamment l’usinage, le polissage, le revêtement et les tests de contrôle de la qualité. Voici un aperçu de la manière dont les implants du genou sont traditionnellement usinés :

Usinage des implants du genou

Les implants du genou sont généralement fabriqués à partir de matériaux de haute qualité tels que les alliages de cobalt-chrome, le titane ou le polyéthylène (pour les composants en plastique).

L’implant se présente d’abord sous la forme d’une pièce brute façonnée par usinage assisté par ordinateur (fraisage CNC).

Cette étape permet d’obtenir la forme de base de l’implant, y compris les contours et les caractéristiques qui doivent s’adapter précisément à l’articulation du genou.

Finition des surfaces de l’implant

Une fois la forme initiale créée, l’implant subit un polissage afin de garantir une surface lisse, en particulier pour les composants métalliques.

Le polissage est essentiel pour réduire la friction entre les parties mobiles de l’implant et les tissus naturels du corps, réduisant ainsi les problèmes de douleur. Procédés :

Le polissage mécanique qui utilise des outils abrasifs pour lisser la surface.
L’électropolissage qui enlève une fine couche de métal pour créer une finition ultra lisse et améliorer la résistance à la corrosion.

Une surface lisse et polie prévient l’usure de l’implant et prolonge sa durée de vie.

Revêtement de surface de l’implant

Selon le type d’implant, des revêtements de surface peuvent être appliqués pour améliorer les performances et la longévité de la prothèse du genou. Les revêtements les plus courants sont les suivants :

Les revêtements poreux qui permettent à l’os de se développer dans l’implant, ce qui favorise une meilleure fixation et une meilleure stabilité.
Les revêtements d’hydroxyapatite (HA) qui imitent l’os naturel et favorisent la croissance osseuse autour de l’implant ; ils sont souvent utilisés pour les implants sans ciment.
Polymères (pour les pièces en plastique): Le polyéthylène de très haut poids moléculaire (UHMWPE) est le matériau le plus courant pour l’insert tibial (l’entretoise en plastique entre les composants métalliques).

Essais et inspections de précision

Après le polissage et le revêtement, les implants sont soumis à des contrôles de qualité rigoureux afin de s’assurer qu’ils répondent aux normes médicales strictes : inspection dimensionnelle et mesures de la rugosité de la surface.

La diffraction des rayons X ou des techniques similaires peuvent être utilisées pour vérifier la présence de contraintes ou d’imperfections internes. Les implants subissent également des tests de biocompatibilité pour s’assurer qu’ils ne réagiront pas négativement avec les tissus de l’organisme.

Stérilisation et conditionnement des implants du genou

Une fois que l’implant du genou est terminé et qu’il a passé toutes les inspections, il est stérilisé, généralement à l’aide de méthodes telles que l’oxyde d’éthylène ou les rayons gamma. La stérilisation garantit que l’implant est sûr et prêt à être utilisé en chirurgie.

Ensuite, l’implant est conditionné dans un environnement stérile afin de maintenir sa propreté jusqu’à son utilisation.

Chacune de ces étapes de finition joue un rôle crucial dans les performances globales de l’implant du genou, en garantissant sa solidité, sa durabilité et sa capacité à résister aux exigences du corps humain pendant de nombreuses années.

SOLUTIONS D'USINAGE ECM POUR LES ZONES INTERCONDYLIENNES ET LA CAME DES IMPLANTS DE GENOU

Le caractère unique de la technologie Extrude Hone permet d’usiner des zones difficiles d’accès avec les méthodes conventionnelles.

La douceur de l’opération l’ECM, qui tire parti de la dissolution du métal, nous permet d’éviter les défauts de fraisage courants tels que les ombres générées par la mauvaise forme de la trajectoire de l’outil, l’usure de la vis à billes de l’axe et l’usure de l’outillage.

L’ECM pour l’usinage de l’ensemble boîte et came de l’implant du genou

Extrude Hone offre une solution d’usinage électrochimique parfaite lorsque des exigences strictes en matière de tolérance dimensionnelle et de parallélisme sont nécessaires pour finir la zone intercondylienne (la section centrale de la boîte) et la zone de la came.

L’ECM offre de nombreux avantages pour obtenir une qualité supérieure dans un environnement de haute productivité avec des exigences élevées :

Enlèvement ciblé de matériaux dans des zones définies avec précision.
Aucune charge mécanique ou thermique sur les pièces.
Ebauche et finition en une seule opération.
Tolérances de 0,1 mm et parallélisme de 0,05 mm.
Surface finie à Ra 0,4µm ou mieux.
Convient pour l’ébavurage des zones difficiles d’accès et des métaux durcis ou difficiles à usiner.
Pas de bavures secondaires et pas de risque de défauts mineurs appelés ombres.
Temps de traitement rapide : 90 secondes par genou (4 genoux simultanément).
Plusieurs implants de genou (généralement 4) peuvent être traités simultanément pour améliorer la productivité.
Le coût de fonctionnement est d’environ 1,6 €/pièce.
Stabilité supérieure du processus et contrôle robuste du processus.

L’usinage électrochimique (ECM) offre plusieurs avantages lors de la fabrication d’implants du genou, notamment par rapport aux méthodes traditionnelles telles que le fraisage CNC.

Ces avantages découlent de la capacité unique de l’ECM à usiner des formes complexes dans des matériaux durs avec une grande précision et une contrainte minimale sur la pièce : L’efficacité de l’ECM par rapport au fraisage CNC reste élevée pour les matériaux difficiles à usiner.

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