Aquí vas a ver tecnología punta de fabricación, aplicada a la fabricación de implantes de uso médico.
Todos sabemos que la impresión 3D va a revolucionar los implantes a medida, porque permite hacer implantes personalizados para cada paciente.
Pero también tenemos que entender las técnicas de fabricación que se usan hoy en día (y se seguirán usando) para producir implantes en metal y en PEEK: mecanizado, moldeo en metal o incluso forja.
En este artículo te traemos las tecnologías que se usan para que entiendas el proceso completo de fabricación de implantes.
📖 Resumen del artículo
Mecanizando placas implantables de titanio
Este es uno de los mejores procesos para empezar: cómo se fabrica una placa de fijación de hueso en titanio, mediante mecanizado. Es decir, partiendo de un bloque de material y retirando el metal con una fresa, en forma de virutas.
Como puedes ver en el vídeo, el proceso se lleva a cabo en un centro de mecanizado de 5 ejes.
La ventaja del uso de un centro de 5 ejes es que permite acceder a todas las caras de la pieza para tallarla. Con ello se disminuye la intervención humana a la hora de cambiar de posición la pieza y volver a fijarla, con lo que se disminuyen los errores y el coste de la pieza.
Cuál es proceso completo de fabricar implantes de rodilla y cadera
Ya has visto la importancia del mecanizado para producir implantes, el acabado, la precisión y el coste del fresado es difícil de igualar por otras tecnologías.
Ahora que conoces la técnica principal, te quiero mostrar los vídeos más interesantes de todo el proceso: cómo se fabrica una prótesis completa.
Igual que para producir una placa se puede partir simplemente de un bloque de titanio, para formas más complejas podemos emplear preformas o incluso piezas finales fabricadas mediante moldeo o forja.
En este vídeo puedes ver cómo se emplea una de las técnicas de moldeo más antiguas, el modelo a la cera perdida para fabricar los componentes de una prótesis de rodilla o cadera. También se usa la forja para las preformas, con la ventaja que las piezas que se fabrican mediante forjado tienen mayor resistencia y resistencia a la fatiga (el modo de fallo más común de los implantes) que las piezas moldeadas.
Simplemente es fascinante, vas a poder ver todos los procesos que intervienen en la fabricación de un implante: colada, forja, mecanizado, mecanizado de componentes plásticos, pulido, recubrimientos superficiales, control de calidad…
Son los dos vídeos más recomendados de este artículo:
Impresión 3D de implantes metálicos
Hemos visto los métodos más tradicionales, pero la impresión 3D en metal (principalmente titanio Ti4Al6V), es una de las tecnologías que más tienen que decir.
¿En qué campo se impone la impresión 3D? En los implantes a medida, donde la libertad de formas y la ventaja en constes de la impresión 3D permite hacer los mejores implantes personalizados.
En este vídeo puedes ver cómo Stryker emplea la impresión 3D en la fabricación y el desarrollo de sus implantes:
Si tienes algo más de tiempo, te recomiendo este vídeo un poco más largo para entender mejor este tema.
Es un vídeo en el que se trata en profundidad por qué se usa la impresión 3D en implantes a medida, a través del ejemplo de un implante de escápula muy interesante:
La fabricación de implantes con PEEK
El PEEK es un plástico biocompatible y esterilizable muy usado en implantes de columna y cráneo, por ejemplo.
¿Cual es la manera más común de darle forma? Mediante el mecanizado.
De nuevo, aquí tienes un implante de columna siendo mecanizado. Fijate en un detalle, no estamos en un centro de mecanizado convencional. Se trata de un centro de doble husillo que permite tanto tornear como fresar la pieza, y enmedio del proceso se realiza el cambio de agarre para terminar la pieza por la última cara.
Impresión de implantes con PEEK
La impresión 3D de implantes con filamento de PEEK es uno de las tecnologías que puede revolucionar la fabricación de implantes a medida.
A día de hoy no es perfecta aún. La impresión de filamento tiene problemas con la anisotropía de las piezas (las diferentes propiedades de la pieza en las diferentes direcciones del espacio), la resistencia mecánica, las cavidades internas, las deformaciones producidas durante el enfriamiento e incluso la diferencia de propiedades según la velocidad de enfriamiento de la pieza.
Todos estos problemas de la tecnología hacen que aún haya que ser muy cauto con la aplicación del filamento en productos implantables, pero si se consiguen solucionar y controlar el futuro es prometedor.
Aquí tienes un ejemplo del una impresora preparada para imprimir implantes, por ejemplo para craneoplastias:
Y de nuevo, si tienes tiempo, esta es la experiencia completa del Hospital Universitario de Skane, en Suecia, donde ya han fabricado y empleado en paciente este tipo de implantes:
¿Por qué es importante saber cómo se fabrican los implantes?
En este artículo te quería mostrar cómo es el proceso completo de fabricación de un implante de PEEK o titanio.
No sólo mediante impresión 3D, que es una de las tecnologías más útiles, sino usando el moldeo, forja, mecanizado, la automatización, los recubrimientos especiales, el control de calidad… Son técnicas más tradicionales pero que siempre van a formar parte de la fabricación de implantes.
El proceso completo para fabricar una pieza tan crítica como un implante tiene muchas etapas y en todas ellas vamos a poder avanzar e innovar para producir implantes cada vez más personalizados y avanzados.
Si tú también estás pensando en este tipo de aplicaciones de la impresión 3D, de la ingeniería y de la fabricación en medicina, podemos ayudarte a avanzar con tu proyecto de modelos anatómicos, dispositivos médicos, implantes…
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