MMC Magazine

(Arakawa Ward, Tokyo)

Blade thickness at the edge is only 0.08 mm.
Scissors used deep into the brain.
Leveraging technical skill to help doctors save lives.

Definito un artista per la sua tecnica di lavorazione

Quando siamo saliti al primo piano di un edificio che sembrava una normale abitazione del quartiere di Arakawa, a Tokyo, è stato il piccolo centro di lavorazione S191 prodotto da BUMOTEC a catturare la nostra attenzione. Il CEO Takashi Takayama ha acquistato questa macchina ad alte prestazioni in Svizzera, e ci ha riferito quello che il presidente di BUMOTEC gli aveva detto alla conclusione della vendita. Era sorpreso che un'azienda con meno di dieci dipendenti volesse acquistare questa macchina, ma dopo aver visto l'efficacia con la quale Takayama utilizzava l'S191 per fabbricare i propri prodotti, lo definì un artista.

"BUMOTEC ora suggerisce alle aziende giapponesi che intendono acquistare i suoi centri di lavorazione di parlare prima con me. È come se facessi il consulente per BUMOTEC gratuitamente", ha detto ridendo Takayama. 

Un altro stabilimento dispone di tre di questi centri di lavorazione. "Parliamo del TRAUB, un tornio automatico CNC Swiss-Type della serie TNL, prodotto da INDEX in Germania. Ce ne sono solo tre in Asia, tutti nella nostra fabbrica."

Takayama Instrument impiega queste macchine d'oltreoceano per produrre forbici e pinzette utilizzate nelle procedure di bypass neuronale. La quota di mercato interno per le forbici ha raggiunto circa il 90%, il che significa che sono utilizzate dalla grande maggiorianza dei neurochirurghi giapponesi. Uno dei prodotti di Takayama Instrument porta il nome "Kamiyama Microscissors Muramasa Special". Si tratta di microforbici sviluppate appositamente per Hiroyasu Kamiyama, un neurochirurgo dell'ospedale Sapporo Teishinkai. 

Questi speciali strumenti sono divenuti lo standard mondiale delle forbici utilizzate in neurochirurgia. Lo spessore del filo è di soli 0,08 mm, estremamente sottile, ma molto tagliente. Con una rete di vendita attiva in 30 Paesi, nei due anni successivi alla loro introduzione sul mercato le esportazioni sono cresciute fino a rappresentare circa il 30% del fatturato dell'azienda. 

"Trascorro circa cento giorni all'anno fuori dal Giappone per affari. Con l'aumento del numero dei clienti all'estero, è aumentata la necessità di adeguarsi alle normative dei vari Paesi. Soddisfare i requisiti richiesti per tutti i processi produttivi è stata una sfida, ma vale la pena impegnarsi per raggiungere la soddisfazione del cliente", ha dichiarato il CEO Takayama. 

Le microforbici Muramasa Special su misura per il chirurgo

Fin dalla sua fondazione nel 1905, Takayama Instrument ha prodotto forbici, bisturi e altri strumenti per uso medico. Finché non venne introdotta la meccanizzazione, tutto era realizzato a mano. "Non avevamo disegni, solo vecchi campioni che i nostri artigiani utilizzavano come confronto. Era come ricominciare da zero ogni volta. Sapevo che dovevamo meccanizzare le operazioni per garantire una qualità costante per la produzione di massa." Seppure con una scarsa conoscenza della lavorazione meccanica, e non avendo a disposizione macchine utensili, Takayama iniziò a studiare e a documentarsi sull'ingegneria dei materiali e sulla lavorazione. Implementò ed adattò macchinari, e progettò da sé utensili per sviluppare metodi e tecniche efficaci.

Un giorno il CEO Takayama conobbe Yasuhiro Kamiyama, un chirurgo ben noto per le sue straordinarie capacità. Anche il dottor Kamiyama era impegnato a sviluppare strumenti chirurgici con lo scopo di favorire il progresso della neurochirurgia. Uno di questi strumenti sono le "Kamiyama Microscissors Muramasa Special". 

Per rimuovere le piccole lesioni situate in profondità nel cervello, il filo della lama deve essere il più sottile possibile. Tuttavia, i fili estremamente sottili impedivano alle due lame di allinearsi correttamente, e ciò si traduceva in un calo delle prestazioni. Il dottor Kamiyama pensò allora di utilizzare lame piegate come una lancia ricurva per aumentarne la rigidità. Takayama fece sua questa idea e riuscì a produrre microforbici che ora garantiscono un taglio netto. 

Da allora, il CEO Takayama si è dedicato allo sviluppo del prodotto sulla base delle richieste del dottor Kamiyama. Takayama richiese inoltre al chirurgo di poter assistere ai suoi interventi, per osservarne i movimenti della mano durante le procedure. La lettura di numerosi libri di neurochirurgia e l'osservazione degli specifici movimenti del chirurgo gli permisero di comprendere meglio e di elaborare molte idee per lo sviluppo di nuovi prodotti. 

Designing tools to reduce the load on the surgeons

Mentre osservava gli interventi chirurgici, il CEO Takayama notò un elemento importante: le procedure neurochirurgiche hanno una durata di almeno due ore. La parte più importante dura circa 20 minuti, durante i quali la lesione viene rimossa, ma il neurochirurgo deve mantenere un alto grado di concentrazione durante l'intera procedura. 

"Anche quando è stanco, il chirurgo non può mai rilassarsi. Mi chiedevo cosa potessi fare per ridurre il carico sul chirurgo. Dopo aver assistito a molti interventi compresi come si presenta il campo operatorio e quale fosse lo spazio disponibile. Decisi di sviluppare strumenti facili da utilizzare, con particolare attenzione al taglio e alla sutura."

Questo portò allo sviluppo di pinzette con punte in tungsteno. La sutura richiede pinzette e microaghi, tuttavia il materiale utilizzato era inossidabile e risultava scivoloso. Ci vogliono otto punti per suturare un vaso sanguigno di 1 mm di diametro, e pochi chirurghi sono abbastanza abili per farlo con facilità. 

Per sviluppare strumenti più efficaci, Takayama collaborò con il dottor Rokuya Tanigawa, che si era formato sotto la guida del dottor Kamiyama. Tra gli strumenti realizzati, una pinzetta con punte in tungsteno non scivolose. "La disponibilità di pinzette con punte antiscivolo ha ridotto il tempo di sutura da 20 a 15 minuti, e ha cambiato completamente la tecnica utilizzata dai chirurghi. Solo durante il primo anno, in Giappone ne sono state vendute circa seicento unità."
Takayama ci ha raccontato che l'idea di aggiungere un componente al filo per prevenire lo scivolamento non era nuova; tuttavia quando chiese a un'azienda appaltatrice di applicare tungsteno alle punte, questa non riuscì a lavorarlo facilmente. Fu quindi trovato il modo di mantenere il tungsteno nella condizione di plasma, ossia di gas ionizzato, per poi farlo penetrare nel filo dello strumento di sutura."

Si trattava in realtà di un'idea semplice, ma che fu sviluppata sulla base di una profonda conoscenza dei metalli. Da dove nascono tutte queste idee innovative? Risponde Takayama: "Sono sempre alla ricerca di soluzioni che possano rendere più sicura la chirurgia."

Precisione e sicurezza per salvare vite umane

Gli attrezzi di Takayama Instrument sono molto apprezzati dai chirurghi, perché riducono il tempo necessario per le procedure. Questi strumenti tagliano bene e si impugnano in modo sicuro. I miglioramenti nella qualità degli endoscopi e delle altre apparecchiature ottiche consentono di eseguire procedure più delicate, ma tali interventi richiedono strumenti di altissima qualità. 
Per garantire un simile livello qualitativo, il CEO Takayama impiega centri di lavoro di fabbricazione europea che sono costosi, altamente performanti e rigorosi. Le macchine BUMOTEC consentono di automatizzare interamente tutti i processi, dal taglio alla fresatura. Tuttavia, ci è voluto del tempo per arrivare a questo risultato. 

"Per prima cosa, abbiamo creato dei disegni a partire dai campioni in nostro possesso. Quindi, ho utilizzato tali disegni per scrivere programmi per le macchine. Osservando attentamente i movimenti della macchina, ho creato programmi per tutti i modelli che mi venivano in mente. Alla fine, ne avevo realizzati circa 100. Tuttavia, quando li ho eseguiti ho visto che gli utensili non erano precisi, così ho chiesto al produttore di apportare alcune modifiche. L'eccellente rapporto di collaborazione con BUMOTEC ci ha permesso di realizzare le modifiche necessarie, tanto che le nostre macchine sono pressoché completamente personalizzate."

L'azienda ha lavorato instancabilmente per modificare le macchine e aumentare le prestazioni, implementando numerose migliorie. È stato difficile raggiungere la precisione nel funzionamento in continuo, perché materiali come le leghe di titanio sono difficili da tagliare e questo causava lo scivolamento dei pezzi da lavorare nei mandrini. Per ovviare a questo problema, la Takayama Instruments ha progettato programmi differenti per le diverse parti, ha utilizzato utensili speciali e sviluppato lubrificanti particolari. 

Takayama Instrument ha sviluppato al suo interno un'ampia serie di metodi di produzione, ha ottenuto la certificazione ISO13485 e ha superato l'ispezione della Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti. 

"I requisiti della norma ISO13485 sono molto complessi, e ottenere la conformità dei processi interni che avevamo in essere ha rappresentato una grande sfida. Abbiamo fatto ricorso a un esperto, che ci ha permesso di soddisfarli nel modo più compatibile con i nostri sistemi consolidati. In conclusione, abbiamo personalizzato i processi per rispettare tutti i requisiti e abbiamo superato il test finale." 
Tuttavia, quando si mettono in atto interventi di questo tipo la qualità della produzione non è l'unico fattore da prendere in considerazione. Per un progetto in corso di realizzazione in collaborazione con aziende del settore medico e ingegneristico, il CEO Takayama ha dato la massima priorità alla sicurezza. Anche in questo caso si tratta di un processo molto dettagliato e scrupoloso. Ad esempio, deve essere considerato il potenziale di rischio presente in una situazione in cui non sia possibile sterilizzare completamente una parte dello strumento, o in cui si verifichi corrosione dovuta alla combinazione di materiali diversi. 

"E se uno strumento si rompe durante una procedura? E se un chirurgo fa cadere una vite perché è scivolosa? La gestione del rischio non è mai eccessiva, e noi sfruttiamo appieno il know-how acquisito in oltre 100 anni di storia per garantire il massimo livello di sicurezza. Teniamo a sottolineare che, poiché i nostri prodotti hanno un grande impatto sulla vita dei pazienti, non smettiamo mai di pensare alla sicurezza."

Miglioramenti che garantiscono il massimo grado di efficienza e precisione

Il CEO Takayama crede che sia sempre possibile migliorare la produzione degli utensili da taglio. "La forza produttiva di Takayama Instrument sta nella solida base artigianale, e noi abbiamo continuato a potenziare questo nostro punto di forza per fornire la più elevata qualità di prodotti ad alto valore aggiunto, attraverso la lavorazione automatizzata. Lavoriamo leghe di titanio difficili da tagliare e accettiamo la sfida di produrre pezzi speciali che richiedono l'implementazione di procedure uniche. In alcuni casi, l'utilizzo di una fresa integrale per materie plastiche produce risultati migliori quando si lavorano leghe di titanio, un materiale difficile da serrare nei mandrini. L'impianto deve rappresentare una procedura minimamente invasiva, tutti i taglienti devono quindi avere un'onatura arrotondata. In tali lavorazioni, gli utensili devono essere in grado di tagliare con precisione anche a velocità elevata. A fronte di condizioni così varie, richiediamo suggerimenti e consigli ai produttori di utensili da taglio per ottenere le prestazioni migliori e massimizzarne la funzionalità."

Afferma il direttore di stabilimento Masaki Nakamura: "Mitsubishi Materials promuove lo sviluppo di prodotti per scopo medico e lo sviluppo di utensili per torni automatici. Sono particolarmente interessato ai prodotti e al know-how per i materiali difficili da tagliare. La serie di frese integrali Smart Miracle per materiali difficili da tagliare con inserti per tornitura con finitura a specchio per leghe di titanio si avvicina particolarmente alle nostre esigenze, ci piacerebbe testarla."

Takayama ci ha indicato cosa si aspetta da Mitsubishi Materials: "Sebbene io abbia molte idee, e poiché progettiamo strumenti per esigenze specifiche, i produttori di utensili possono anche non vedere un grande vantaggio nello sviluppo di strumenti per la nostra produzione su piccola scala. Sono però fermamente convinto che i rapporti di collaborazione tra produttori di macchine e produttori di utensili da taglio assumeranno un'importanza sempre maggiore. Mitsubishi Materials è particolarmente apprezzata per lo sviluppo di nuovi prodotti, e ci aspettiamo che grazie al suo supporto ci permetta di migliorare la qualità dei nostri prodotti con il suo know-how e la sua tecnologia da professionisti degli utensili da taglio."

Gli obiettivi dell'azienda non sono cambiati. Continua a sviluppare strumenti che consentono ai chirurghi di operare con sicurezza e comodità. Se riuscirà a ridurre - sempre nel rispetto della sicurezza - il tempo necessario per le procedure, i pazienti ne trarranno beneficio. Resterà fedele a tale principio per lo sviluppo dei prodotti e il miglioramento dei processi produttivi. I prodotti creati con questo criterio salvano vite in tutto il mondo.