Медицинская промышленность и металлообрабатывающее оборудование

Медицина лечит болезни и травмы, поддерживает наше здоровье и благополучие. В ответ на растущие медицинские потребности в глобальном масштабе, рынок медицинской помощи постоянно расширяется. В настоящее время общая сумма, потраченная на медицинскую помощь в мире, оценивается более чем в 7,5 триллионов долларов США в год и ожидается, что эта цифра будет продолжать расти.

Постоянный рост медицинской индустрии

На фоне увеличения расходов на медицинскую промышленность в глобальном масштабе, мы можем наблюдать зависимость роста расходов на здравоохранение на душу населения от повышения уровня доходов в развивающихся странах. В азиатских странах, в которых продолжается экономическое развитие, все больше людей получают возможность пользоваться медицинскими услугами благодаря более высокому уровню доходов и развитию медицинской инфраструктуры. Люди стали больше заботиться о своем здоровье и даже выезжать за границу в поисках качественной медицинской помощи. Между тем, в США, Европе и Японии из-за прогрессирующего старения населения все больше людей страдают от рака, болезней сердца и других заболеваний, которые требуют дорогого и длительного лечения. В дополнение к этому, рост населения в развивающихся странах является еще одной причиной роста расходов на медицинскую промышленность.

С увеличением расходов спрос на медицинские оборудование, используемое для диагностики и лечения заболеваний, также возрастает. Подсчитано, что годовая стоимость глобального рынка медицинского оборудования составляет около 350 миллиардов долларов США и прогнозируется, что этот рынок будет расти в годовом исчислении более 5% в течение следующих нескольких лет. Главный рынок медицинского оборудования с потенциалом роста -  это прежде всего США. Около 40% медицинского оборудования в мире потребляется именно этой страной, в то время как более половины топ 30 производителей медицинского оборудования по объему продаж – это тоже компании США. «Медико-инженерное сотрудничество», а именно сотрудничество между медицинской и инженерной сферами, активно функционирует в стране с момента создания системы, в которой медицинские учреждения, университеты и частные компании сотрудничают для создания продуктов, отвечающих требованиям медицинской практики. Существует несколько тысяч небольших компаний - производителей медицинского оборудования, созданных частными предпринимателями. Новые технологии, разработанные этими компаниями, приняты на вооружение и оперативно выводятся на рынок более крупными производителями. В связи с этим прогнозируется, что рост рынка медицинского оборудования будет возглавлять именно США.

Развивающееся медицинское оборудование

По оценкам специалистов существует более 500 000 различных наименований медицинского оборудования и предметов, используемых как в домашних условиях, так и в профессиональной медицине – начиная от бинтов и заканчивая передовыми хирургическими роботами. Медицинское оборудование может быть классифицировано по применению на три категории - диагностика, лечение и другое оборудование. Типичные продукты соответствующих категорий включают в себя следующие позиции: рентгеновские аппараты, эндоскопы и магнитно-резонансные томографы (для диагностики); искусственные суставы, кардиостимуляторы и шприцы (для лечения); стоматологические материалы, контактные линзы и операционные столы (другое оборудование). Среди них рынок оборудования для лечения считается самым крупным и обладает самыми высокими темпами роста. По сравнению с оборудованием для диагностики и другими, многие виды оборудования для лечения потребляются в больших количествах, а темпы внедрения технологических инноваций в этом сегменте чрезвычайно высокие. Именно по этой причине прогнозируется высокий рост рынка. В последние годы (с точки зрения технологических разработок) оборудование для лечения снижает воздействие на пациента и отличается уникальным дизайном.

Многие предметы для лечения используются путем их имплантации в пациента, такие как катетеры и стенты, используемые для лечения сосудов, а также искусственные суставы и кардиостимуляторы. Соответственно, эти продукты должны быть разработаны таким образом, чтобы минимизировать влияние на пациентов. Также, отмечается высокий рост запросов на разработку продуктов под индивидуальные особенности пациентов.

Все это происходит на фоне растущего уровня осведомленности пациентов в сфере здравоохранения. Исследования постоянно двигаются вперед, и это помогает пациентам быстро восстанавливаться, сводя к минимуму физические недостатки.

Структура искусственного тазобедренного сустава и процесс его производства

Искусственный тазобедренный сустав стал самым широко используемым протезом за последние несколько лет. Подсчитано, что в США один из 600 человек перенес операцию по замене такого сустава. Прогнозируется, что в будущем, с увеличением численности пожилого населения, искусственный тазобедренный сустав станет более распространенным явлением и в других странах. Искусственный сустав состоит из четырех компонентов: ножка, головка, вкладыш и чашка. Для ножки и чашки, которые имеют прямой контакт с костями, в качестве материала в основном используется титановый сплав, поскольку со временем сплав будет стираться о кости. Головка изготовлена из кобальтохромового сплава, который очень устойчив к коррозии от таких материалов, как пластик сверхвысокой молекулярной массы, используемый для вкладыша. Искусственный тазобедренный сустав должен быть прочным и совместим с костями пациента. Особенно это касается ножки: существует сотни их модификации, с различными формами, размерами, толщинами, углами размещения, в силу индивидуальных особенностей пациентов. 

Стандартная ножка проходит четыре основных этапа изготовления (1) разработка и анализ прочности, (2) прецизионная отливка, (3) резка и обработка поверхности и (4) инспекция и стерилизация. Среди них обработка поверхности являются важным шагом, который определяет качество. Требуется очень высокая точность обработки при изготовлении ножки. В частности, верхняя часть ножки должна быть очень точной, так как она плотно прилегает к головке при сборке всего сустава. При необходимости на поверхности ножки нарезаются зубцы, чтобы укрепить соединение с бедренной костью пациента. В последнее время также используются 3D-принтеры для производства искусственных тазобедренных суставов.

В то время как говорят, что структура искусственного тазобедренного сустава не сильно изменилось за 50 лет, исследования и развитие технологий в этой области привели к увеличению срока службы и, следовательно, снизили потребность в замене. Срок службы искусственного тазобедренного сустава в настоящее время оценивается примерно 20 лет и улучшение его формы, материалов, методов обработки дополнительно увеличивают долговечность.

Оборудование Mazak для производства медицинского оборудования

Для медицинского оборудования (более 500 000 различных наименований) главную роль играет мелкосерийное производство широкой номенклатуры компонентов. При этом нужно соблюдать безопасность и чётко контролировать качество, так как данные компоненты могут влиять на пациентов. В частности, сложные технологии производства и стабильное качество требуются для имплантатов, таких как искусственный тазобедренный сустав, потому как некачественный материал или дефекты могут пагубно влиять на здоровье пациента. Многие имплантаты производятся путем механической обработки для достижения точности и долговечности. Станки Mazak широко используется в производственном процессе, и выполняют высокоточную обработку мелкосерийных партий большой номенклатуры компонентов.

Помимо ножки тазобедренного сустава, имплантаты включают в себя ортодонтические скобы, соединительные пластины и стержни для фиксации позвоночника, сделанные из биомедицинского материала - титанового сплава, и имеют сложные поверхности, обработанные в соответствии с требованиями для каждого применения. Поскольку большинство имплантатов имеют небольшой вес в несколько граммов, для их обработки требуются высокопрочные и компактные многозадачные станки и 5-осевые обрабатывающие центры. В частности, широко используются станки серии INTEGREX и VARIAXIS. Также, станки Mazak используются для обработки болюсов и коллиматоров (компоненты, используемые в радиотерапевтическом оборудовании для контроля излучения в соответствии с формой опухоли), различных хирургических инструментов, пресс-форм для шприцов, медицинских трубок и каркасов операционных столов.

В то время как исследования по лечению трудноизлечимых заболеваний проводятся по всему миру, эволюция медицинского оборудования, в дополнение к лекарствам и терапевтическим методам, также необходима для развития медицинской помощи. Mazak предлагает высокоточные и высокопроизводительные станки и передовые технологии обработки для поддержки эволюции медицинского оборудования.

Диверсификация здравоохранения

В последние годы люди живут дольше благодаря медицине.  Цель медицинской помощи - взять «качество жизни» под контроль. Все больше людей обращают внимание на «здоровый образ жизни», на ее продолжительность, т.е. когда человек может жить самостоятельно, без проблем со здоровьем. И даже если потребуется какое-то медицинское лечение или уход на определенном этапе жизни, он может быть уверен в сохранении высокого качества жизни. Это касается как лечения серьезной болезни, так и восстановления пациента после выздоровления. Кроме того, цель медицинской помощи состоит и в том, чтобы люди могли вести независимый и самостоятельный образ жизни даже в старости. Чтобы реализовать такую идею, необходимо по максимуму увеличить продолжительность жизни путем оказания профилактической помощи и организации разнообразного лечения.

С целью реализации диверсификации медицинской помощи, медицинское оборудование также нуждается в дальнейшей эволюции. Исследования и разработка для достижения этой цели осуществляются в сотрудничестве не только с производителями медицинского оборудования, но также и с IT и другими компаниями из различных отраслей промышленности. Все активнее получает распространение межотраслевое развитие медицинского оборудования для реализации медицинской помощи нового поколения, такое как IoT портативное оборудование для прикрепления к коже или глазу для визуализации состояния тела, системы диагностики изображений, которые повышают точность и скорость диагностики, 3D биопринтеры, создающие искусственные органы и пр.

Корпорация Yamazaki Mazak

Корпорация Yamazaki Mazak (Ямазаки Мазак) - основана в 1919 году в Японии и на протяжении нескольких десятилетий является признанным мировым лидером по производству металлообрабатывающего оборудования – многоцелевых станков, токарных центров с ЧПУ, вертикальных и горизонтальных обрабатывающих центров, станков лазерной резки, а также гибких производственных систем и программного обеспечения. Основной задачей компании является постоянная разработка новых станков, качество которых способно удовлетворять требования производителей по всему миру.