Все имплантационные системы являются унифицированными, т.е. выпускаются имплантаты разных размеров, но одинаковой формы. Это накладывает серьезные ограничения на применение имплантации в сложных случаях. Например, противопоказанием к использованию эндопротеза коленного сустава МС фирмы LIMA LTO (Италия) является тяжелая деформация кости, при которой невозможна центровка прямых ножек

В челюстно-лицевой и нейрохирургии применяются титановые имплантаты в виде перфорированных пластин, которые подгоняются по месту во время операции. Это увеличивает время операции (нахождения пациента под общим наркозом), приводит к деформации крепежных отверстий, а, главное, возникновению зон концентрации напряжений, снижающих прочность имплантата.

Выходом из положения является применение индивидуализированных имплантатов, проектируемых по результатам компьютерной диагностики.

Но быстро и качественно изготовить такой имплантат традиционными методами практически невозможно. Решить проблему позволяет практическая реализации концепции компактного интеллектуального производства (КИПр), сочетающего высокие технологии автоматизированного проектирования (CAD) и быстрого прототипирования (RAPID PROTOTYPING) с современными производственными и управленческими технологиями.

В начале 90-х годов в рамках конверсионных программ были начаты исследования в области адаптации литейных титановых сплавов к требованиям имплантологии. На базе сплава ВТ20Л был создан экспериментальный сплав ЛТС314. Он биоинертен и обладает достаточно высокими механическими и технологическими характеристиками, но имеет ряд недостатков, препятствующих его широкому внедрению.

Хорошие литейные свойства ЛТС314 позволили поставить вопрос о создании ажурных конструкций имплантатов и эндопротезов с регулярной пористой поверхностью и разработке технологии их литья. Сотрудниками Центра быстрого прототипирования (ЦБП) ОАО «НИИТавтопром» было предложено использовать стереолитографические (СЛ) модели вместо выжигаемых моделей из полистирола.

По таким моделям методом центробежного литья было получено несколько экспериментальных образцов пористых имплантатов с упорядоченной пространственной структурой (Рис 1.). Качество образцов подтвердило перспективность избранного направления, однако из-за отсутствия финансирования работы были приостановлены.

Результаты исследований позволили сформулировать концепцию создания имплантатов с направленной регенерацией костной ткани (ИНР) и наметить основные направления развития технологий их производства.

ИНР - это регулярные пространственные решетки, в которые прорастает костная ткань, надежно фиксируя имплантат и по наружной, и по внутренним поверхностям.. Ячейки пор – многогранники, образованные стержнями малого диаметра (<1 мм). Поперечные размеры ячеек 3 – 7 мм.

Решетчатые конструкции имеют высокую прочность и малый вес. Решетки могут быть однослойными, например, на ножках эндопротезов тазобедренного сустава, или многослойными. Конструктивное исполнение зависит от назначения имплантата. ИНР можно наполнить веществами, стимулирующими остеосинтез.

Объединяет все типы имплантатов структура, материал (титановый сплав) и способ их производства – литье в керамические формы по полимерным газифицируемым моделям.