En el marco del proyecto QuirofAM, el centro CIM, el grupo GEMAT de IQS y la spin-off Tractivus, han codesarrollado una impresora 3D que permite imprimir silicona de grado médico para la fabricación de dispositivos médicos. Como primer demostrador, los investigadores han desarrollado un stent de tráquea completamente personalizado.
Detalle de la impresión del stent traqueal en 3D
QuirofAM ha sido uno de los proyectos enmarcado dentro de la comunidad RIS3CAT-Llavor 3D, impulsada por la Generalitat de Catalunya para acelerar y desarrollar la adaptación de tecnologías de fabricación aditiva e impresión 3D en diferentes sectores industriales, como es el sector salud.
QuirofAM tenía como objetivo general la transformación de las prácticas quirúrgicas mediante la incorporación de la fabricación aditiva. Para conseguir este hito, se han estudiado y caracterizado siliconas formuladas para ser impresas mediante un bioplotter y desarrolladas para poder responder a las necesidades de dos grandes aplicaciones consideradas dentro del proyecto: la fabricación de modelos médicos y la fabricación de dispositivos médicos en base silicona.
El proyecto, liderado por la Fundación CIM-UPC, ha contado con la participación de empresas y destacados centros de investigación, entre los que se encuentran el Grupo de Ingeniería de Materiales – GEMAT – de IQS School of Engineering y Tractivus, spin-off de IQS y del IDIBELL.
Impresión 3D de silicona de grado médico para stents de tráquea personalizados
En el marco de QuirofAM, el centro CIM, el grupo de investigación GEMAT y Tractivus han codesarrollado una impresora 3D, la cual permite imprimir silicona de grado médico para la fabricación de dispositivos médicos, manteniendo la silicona médica inalterada y consiguiendo la impresión de formas geométricas complejas. Además, la impresora ha estado dotada de pantallas específicas que permiten su utilización en salas blancas.
La impresión 3D de dispositivos médicos en base silicona resulta de gran interés para poder proporcionar adaptabilidad a los tejidos del cuerpo humano. De esta manera, se pueden mejorar tanto la funcionalidad como el rendimiento, así como desbloquear nuevos usos para dispositivos ya existentes. No obstante, se pueden disminuir problemas derivados de la falta de adaptación de los dispositivos médicos, como es la migración del dispositivo.
Para alcanzar este reto, se ha conseguido procesar la silicona sin alterar la formulación, evitando que el material deba someterse de nuevo a las estrictas pruebas certificadoras de los dispositivos médicos. También se ha garantizado que las condiciones en las que puede trabajar la nueva impresora puedan cumplir las necesidades de esterilidad y calidad que recoge la norma ISO 13485 para la fabricación de dispositivos médicos.
Finalmente, desde el grupo GEMAT de IQS se han caracterizado las propiedades tanto físicas como químicas y mecánicas para garantizar que la silicona impresa mediante esta tecnología es equivalente, en todos los aspectos, a la silicona procesada por métodos de fabricación convencionales, como es la inyección con molde.
Un primer demostrador
Como primer demostrador, los investigadores han desarrollado un stent de tráquea completamente personalizado. Los stents de tráquea son dispositivos médicos que permiten el paso de aire en la vía aérea en caso que se produzca un estrechamiento de las paredes de la tráquea. Este tipo de dolencias son derivadas de la intubación prolongada o de las complicaciones de un cáncer. El único tratamiento es el implante de un stent traqueal: un dispositivo tubular que ejerza la fuerza radial suficiente en las paredes de la tráquea para garantizar la respiración.
Debido a la falta de coherencia que existe entre la superficie tubular y las geometrías anatómicas de la tráquea, este dispositivo no se adapta bien, provocando que no cumpla su función y que aparezcan complicaciones como la migración o el sangrado. Mediante el software MIMICS y trabajando conjuntamente con la nueva impresora desarrollada dentro de QuirofAM, se ha conseguido diseñar un stent altamente adaptable a la pared traqueal, de forma que evita la migración y que se puede utilizar al estar impreso bajo condiciones aptas para la fabricación de dispositivos médicos.
