En el marc del projecte QuirofAM, el centre CIM, el grup GEMAT d’IQS i la spin-off Tractivus han codesenvolupat una impressora 3D que permet imprimir silicona de grau mèdic per a la fabricació de dispositius mèdics. Com a primer demostrador, els investigadors han desenvolupat un stent de tràquea completament personalitzat.
Detall de la impressió de l’stent traqueal en 3D
QuirofAM ha estat un dels projectes emmarcat dins la comunitat RIS3CAT-Llavor 3D, impulsada per la Generalitat de Catalunya per tal d’accelerar i desenvolupar l’adaptació de tecnologies de fabricació additiva i impressió 3D en diferents sectors industrials, com és el sector de la salut.
QuirofAM tenia com a objectiu general la transformació de les pràctiques quirúrgiques mitjançant la incorporació de la fabricació additiva. Per aconseguir aquesta fita, s’han estudiat i caracteritzat silicones formulades per tal de ser impreses mitjançant un bioplotter i desenvolupades per poder respondre a les necessitats de dues grans aplicacions considerades dins del projecte: la fabricació de models mèdics i la fabricació de dispositius mèdics en base silicona.
El projecte, liderat per la Fundació CIM-UPC, ha comptat amb la participació d’empreses i destacats centres de recerca, entre els quals es troben el Grup d’Enginyeria de Materials – GEMAT – d’IQS School of Engineering i Tractivus, spin-off IQS i de l’IDIBELL.
Impressió 3D de silicona de grau mèdic per a stents de tràquea personalitzats
En el marc de QuirofAM, el centre CIM, el grup de recerca GEMAT d’IQS i Tractivus han codesenvolupat una impressora 3D la qual permet imprimir silicona de grau mèdic per a la fabricació de dispositius mèdics, mantenint la silicona mèdica inalterada i aconseguint la impressió de formes geomètriques complexes. A més, la impressora ha estat dotada de pantalles específiques que permeten la seva utilització en sales blanques.
La impressió 3D de dispositius mèdics en base silicona resulta de gran interès per poder proporcionar adaptabilitat als teixits del cos humà. D’aquesta manera, es pot millorar tant la funcionalitat com el rendiment, així com desbloquejar nous usos per dispositius ja existents. Tanmateix, es poden disminuir problemes derivats de la falta d’adaptació dels dispositius mèdics com és la migració del dispositiu.
Per assolir aquest repte s’ha aconseguit processar la silicona sense alterar-ne la formulació, evitant que el material s’hagi de sotmetre de nou a les estrictes proves certificadores dels dispositius mèdics. També s’ha garantit que les condicions a les quals pot treballar la impressora puguin complir les necessitats d’esterilitat i qualitat que recull la norma ISO 13485 per a la fabricació de dispositius mèdics.
Finalment, des del grup GEMAT d’IQS s’han caracteritzat les propietats tant físiques com químiques i mecàniques per garantir que la silicona impresa mitjançant aquesta tecnologia és equivalent, en tots els aspectes, a la silicona processada per mètodes de fabricació convencionals, com és la injecció amb motlle.
Un primer demostrador
Com a primer demostrador, els investigadors han desenvolupat un stent de tràquea completament personalitzat. Els stents de tràquea són dispositius mèdics que permeten el pas d’aire en la via aèria en cas que s’hagi produït un estretament en les parets de la tràquea. Aquest tipus de dolències són derivades d’una intubació prolongada o de les complicacions d’un càncer. L’únic tractament és la implantació d’un stent traqueal: un dispositiu tubular que exerceixi la força radial suficient en les parets de la tràquea per garantir la respiració.
Degut a la falta de coherència que existeix entre la superfície tubular i les geometries anatòmiques de la tràquea, aquest dispositiu no s’adapta bé, provocant que no compleixi la seva funció i que apareguin complicacions com la migració o el sagnat. Mitjançant el software MIMICS i treballant conjuntament amb la nova impressora desenvolupada dins de QuirofAM, s’ha aconseguit dissenyar un stent altament adaptable a la paret traqueal de manera que evita la migració i que es pot utilitzar a l’estar imprès sota condicions aptes per a la fabricació de dispositius mèdics.
