Fräsen zu MIM für Präzision und Kosteneinsparungen

Fortschritt in der Wirbelsäulenchirurgie durch intelligentere Fertigung

Wirbelsäulenverfahren sind von Natur aus komplex und erfordern eine präzise Platzierung der chirurgischen Instrumente sowie außergewöhnliche Geschicklichkeit. Selbst wenn Komplikationen vermieden werden, erfordert die traditionelle Vorgehensweise oft heftige Manipulationen, was zu längeren und schmerzhafteren Genesungszeiten für die Patienten führt.

Spine Wave, Inc., ein in Connecticut ansässiges Medizintechnikunternehmen, das 2001 gegründet wurde, geht diese Herausforderungen an, indem es innovative chirurgische Lösungen entwickelt, die speziell für Wirbelsäulenbehandlungen konzipiert sind.

Ingenieurtechnische Innovation: Das Velocity® Expandable Interbody Device

Zu den herausragenden Innovationen von Spine Wave gehört das Velocity® Expandable Interbody Device, das bahnbrechende Technologien für erweiterbare Implantate nutzt. Das Gerät verfügt über einen kleinen Abstandshalter, der in die Wirbelsäule eingesetzt wird und sich nach der Platzierung ausdehnt, was die Stabilität und Ausrichtung verbessert.

Velocity® wird mit einer Handheld-Pistole eingesetzt, die mit einer Patrone beladen ist, die das Implantat enthält. Die Chirurgen aktivieren den Abzug, um den Inhalt in den chirurgischen Bereich einzuführen, und können mehrere Patronen pro Eingriff laden – somit mehrere Implantatausdehnungen innerhalb einer einzigen Operation nahtlos abschließen.

Wie der Fertigungsingenieur Zachary Sniffen und der leitende Qualitätsingenieur John Kapp betonen, muss jeder Schritt vor der Implantation ebenso präzise sein, um den Erfolg des Verfahrens sicherzustellen.

Bewältigung von Versand- und Montageherausforderungen

Während Spine Wave für Innovationen im Bereich der Wirbelsäulentechnologien bekannt ist, war es eine kostspielige logistische Herausforderung, ihre Instrumente der nächsten Generation sicher und effizient in die Hände der Chirurgen zu bringen. Die Komponenten benötigten besondere Sorgfalt beim Versand, um Fehlstellungen oder Schäden vor der Operation zu vermeiden.

Um dies zu überwinden, wandten sich die Ingenieure von Spine Wave an OptiMIM, um eine kostengünstigere, zuverlässige Lösung zu finden, die eine reibungslose Lieferung direkt aus der Verpackung garantierte.

Die Vorbereitung des Velocity®-Geräts für die Operation beinhaltet das Entfernen der Patronen aus der sterilen Verpackung und das Anbringen an der Entladepistole. Wie Sniffen erklärt: „Chirurgen könnten Schwierigkeiten haben, die Pistole mit der Patrone zu verbinden, wenn die Bauteile während des Transports nicht richtig ausgerichtet sind."

Um dies zu lösen, entwickelte Spine Wave einen Versandverschluss, ein kompaktes, clip-ähnliches Teil, das die Komponenten während des Transports sicher an Ort und Stelle hält. Wenn die Patrone in die Pistole geladen wird, löst sich der Mechanismus automatisch und ermöglicht eine reibungslose, ununterbrochene Montage im Operationssaal.

Übergang von bearbeiteten Teilen zu MIM-Komponenten

Anfangs wurden die Versandverschlüsse aus Rohmaterial bearbeitet, ein Prozess, der Präzision, jedoch zu hohen Kosten lieferte. „Wir mussten die Prozesse ändern, und wir wussten, dass das Spritzgießen von Metallpulver eine Kostenreduzierung ermöglichen würde", sagt Kapp. Da kontaktierte das Team OptiMIM.

„Komplexe Geometrien und filigran geformte Merkmale machen Medizinprodukte zu einem hervorragenden Einsatzgebiet für den MIM-Prozess", erklärt OptiMIM. „Spine Wave hätte sechs bis sieben Mal mehr für die Bearbeitung dieses Teils ausgeben können als für die Produktion durch MIM."

OptiMIM arbeitete eng mit den Ingenieuren von Spine Wave zusammen, um die Herstellbarkeit zu optimieren, engere Toleranzen zu erreichen und eine konsistente Qualität in großem Maßstab zu liefern. „Wir sahen die beste Möglichkeit für ein Qualitätsteil von OptiMIM – und deren Bereitschaft, mit uns an unserem Design-Ziel zu arbeiten", sagt Sniffen.

Letzlich reduzierte der Wechsel zu MIM nicht nur die Kosten, sondern eröffnete auch die Möglichkeit für eine höhere Produktionseffizienz und Skalierbarkeit. Tatsächlich erweiterte Spine Wave später die Anwendung des Versandverschlusses auf ein zweites Produkt. „Es hat sich ziemlich schnell bezahlt gemacht", sagt Sniffen. „Für uns war das ziemlich offensichtlich."

Die OptiMIM-Partnerschaft: Erfahrung, Expertise und Zusammenarbeit

Der Übergang zu MIM stellte einzigartige ingenieurtechnische Herausforderungen. „Bei projizierenden Merkmalen wie den Versandverschlussposten stellt der Spritzgießprozess immer Herausforderungen mit Kühlung, Biegung und Verformung dar", sagt Kapp.

Um dies zu adressieren, arbeitete Spine Wave mit den Experten von OptiMIM durch einen Design for Manufacturing (DFM)-Ansatz zusammen, um das Teil für die MIM-Produktion zu optimieren und in der Einrichtung von OptiMIM in Portland, Oregon, vor Ort zu arbeiten.

Während der Entwicklung entdeckten (oder entdeckten erneut) die Ingenieure von Spine Wave OptiMIMs jahrzehntelange Expertise in-house im MIM-Bereich. Kapp erinnert sich an die Zusammenarbeit mit dem Unternehmen vor vielen Jahren unter seinem ursprünglichen Namen, Kinetics: „Sie haben einige technisch sehr anspruchsvolle Arbeiten geleistet. Es war die richtige Wahl für dieses Projekt."

Die Zusammenarbeit lieferte messbaren Erfolg:

• Termine eingehalten
• Signifikante Kostenreduzierung
• Nahtloser Übergang vom bearbeiteten Teil zu MIM

„Für einen Qualitätsingenieur ist es ein eindeutiges Kompliment, nichts zu berichten zu haben", sagt Kapp.

Ein vertrauenswürdiger Partner in der präzisen Fertigung

„Die Ingenieure bei OptiMIM hatten die Weitsicht, ein potenzielles Problem bei einem anfälligen Teil zu erkennen, das während der Entwicklung nicht auftrat", fügt Kapp hinzu. „Wegen ihres Fachwissens konnten wir das Problem umgehen und Verzögerungen im Inventar vermeiden."

Durch die Kombination von umfassender MIM-Erfahrung, kollaborativer Technik und Designoptimierung half OptiMIM Spine Wave, kosteneffiziente, leistungsstarke Ergebnisse zu erzielen — und bewies, wie der Übergang von der Bearbeitung zu MIM die Präzision verbessern, die Kosten senken und die Herstellbarkeit in der Medizintechnikbranche verbessern kann.