La impresión 3D de implantes personalizados más cerca gracias al proyecto ADDBIO
Una nueva generación de implantes personalizados ha sido diseñada para competir en tiempo y costes con las técnicas de fabricación en serie tradicionales
El proyecto cofinanciado por CDTI ha obtenido excelentes resultados en sus fases iniciales y pretende ser el paso definitivo hacia los implantes personalizados
En la actualidad, los cirujanos demandan cada vez más implantes que se adapten mejor a sus pacientes, con costes y tiempos de entrega reducidos, sin que esto implique una renuncia a la calidad y a la funcionalidad de los productos. Por otra parte, la personalización de implantes permitiría a los hospitales reducir la cantidad de productos que deben tener almacenados, al no tener que abarcar las gamas completas de tallas. A su vez, los fabricantes de implantes tendrían que poder ofrecer estos productos personalizados manteniendo unos costes unitarios razonables y sin pérdida de calidad, aun bajando sus volúmenes de fabricación. Sin embargo, actualmente la fabricación en serie tradicional no está permitiendo este avance hacia la personalización.
En este sentido, la introducción de las tecnologías de Impresión 3D, especialmente la fabricación aditiva por haz de electrones (Electron Bean Melting, EBM) en el sector de los implantes, posibilita la fabricación personalizada de forma rentable, con plazos de entrega aceptables y con una calidad similar a los implantes actuales, ya que los materiales utilizados son los mismos que se utilizan en la actualidad (aleaciones de titanio y Cromo-Cobalto). No obstante, el proceso de diseño de un implante a medida y su correspondiente validación por el especialista, continúan siendo un proceso poco automatizado, costoso en tiempo y complejo, reduciendo considerablemente la ventaja que aporta la flexibilidad de las tecnologías de fabricación aditiva.
En este contexto, un consorcio de empresas pretende con el proyecto ADDBIO integrar y automatizar el proceso completo de ayuda a la planificación y suministro de implantes personalizados. De esta manera, se aportará la ventaja competitiva definitiva que los implantes personalizados están requiriendo para su establecimiento comercial. El consorcio está constituido por las siguientes empresas: Surgival Co. S.A.U., AMES SA, Biotechnology Institute S.L., Grupo Hospitalario Quirón SA, Kanteron Systems; y dos organismos de investigación como son el Instituto de Biomecánica de Valencia (IBV), y el Instituto Tecnológico Metalmecánico (AIMME).
En las primeras fases del proyecto se han desarrollado los modelos de implantes que permiten su rápida adaptación a los pacientes. Para ello, se recurrió a dos tipos de metodologías de diseño: la parametrización y la personalización anatómica completa.
La parametrización del implante se basa en la imposición sobre un modelo de las relaciones geométricas que permiten una correcta adaptación anatómica en vez de diseñar las geometrías finales talla por talla, este modelo adaptativo es controlado mediante el ajuste de un limitado grupo de parámetros o dimensiones. Gracias a esta metodología se podrá realizar, de manera mucho más rápida, la adaptación del implante partiendo de dichos parámetros o medidas realizadas sobre las imágenes médicas (TAC, RMN o radiografías) de los pacientes.
Por otro lado, para los casos más complejos que no pueden ser automatizados mediante la parametrización, se protocolizó su diseño para poder tener una respuesta rápida, personalizando el implante completamente a la anatomía del paciente. Esta última metodología se ha aplicado para la obtención de placas de osteointegración en fracturas mandibulares dentro del ámbito de la cirugía cráneo-maxilofacial.
A la par de estos desarrollos, también se ha realizado un gran esfuerzo detallando la nueva cadena de suministro que seguirán estos implantes personalizados, definiendo completamente todos los procedimientos y procesos por los que estos pasarán, incluyendo la certificación de las instalaciones de fabricación aditiva. Dicha cadena de suministro contempla todas las fases, desde el envío de la imagen médica del paciente, la medición y adaptación del modelo; hasta la fabricación, empaquetado y la entrega del producto final al especialista. Como resultado de este proceso se está completando una plataforma telemática que englobe y agilice todos los procesos de la cadena de suministro.
Para terminar el proyecto, se están lanzando una serie de demostradores finales que permitan validar toda la cadena de suministro y, así, confirmar la viabilidad comercial de los implantes personalizados. Demostrando que estos pueden competir en tiempo y costes con las técnicas de fabricación tradicionales. Así este proyecto, que finaliza este mes de diciembre, pretende ser el paso definitivo para la aplicación de una tecnología innovadora, como es la impresión 3D en metal, para el desarrollo y fabricación de implantes para cirugía ortopédica y otros campos.
El proyecto ADDBIO está cofinanciado por el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI).