Mar 1, 2022 10:33:03 AM | FDM Materiales biocompatibles para tecnología FDM.

De forma estricta, la biocompatibilidad es la capacidad de un material para desempeñar una función específica sin provocar daños y reacciones adversas en un organismo. Las piezas que son creadas con este tipo de materiales tienen un propósito dentro del cuerpo y deben poder realizarlo sin alterar los procesos naturales del ser humano.

El ingresar materiales al cuerpo, que no cuenten con esta característica, ha llevado a severas acciones alérgicas, procesos inflamatorios, infecciones peligrosas e incluso la muerte de los pacientes. Es debido a esto que se le ha invertido mucho a la investigación de materiales que sean biocompatibles. Estos deben ser no citotóxicos, capaces de biodegradarse en componentes que el cuerpo pueda deshacerse fácilmente y mantener una respuesta inmune saludable incluso después de implantarse.

De forma general, se pueden categorizar estos materiales en 3 tipos:

• Metales:
  Dentro de esta categoría se encuentran el acero inoxidable, el titanio y el vitalio (aleación cobre-cobalto). Estos poseen propiedades mecánicas idóneas para el uso quirúrgico en elementos como las prótesis internas (cadera, rodilla, etc.), presentan poca probabilidad de rechazo y resistencia a la degradación.

• Cerámicas naturales:
  Estos poseen características que fomentan la osteointegración, debido a que su estructura se asemeja parcialmente al hueso humano. Además, es aceptado por los tejidos vivos del organismo de forma adecuada, así como propiedades mecánicas aceptables para ser usadas en algunos implantes.
  
  
• Polímeros (naturales y sintéticos):
  Tienen un excelente rendimiento en el apoyo a la adhesión y proliferación celular, así como un buen grado de biocompatibilidad y peso ligero. Los naturales forman parte de la biodiversidad del planeta, mientras que los sintéticos son creados por el hombre.

Con la creciente tendencia en el uso de tecnología de impresión 3D en el área de la salud, se volvió de suma importancia tener disponible un rango de materiales que pudieran tener contacto con pacientes para desempeñar tareas donde la biocompatibilidad era esencial. La tecnología de modelado por deposición fundida (FDM), utiliza termoplásticos para crear diferentes piezas, dentro de los cuales existe una gama de materiales biocompatibles a base de polímeros sintéticos.

La tecnología de Stratasys, actualmente a desarrollado varios materiales que cumplen con la norma ISO-10993, la cual describe los principios que rigen la evaluación biológica de dispositivos médicos. A partir de esta se crean y desarrollan las evaluaciones y ensayos del proceso de gestión de riesgos de la interacción de un dispositivo/material con el cuerpo humano, es una de las regulaciones más importantes en materia de biocompatibilidad.

Algunos de los materiales que cuentan con estas credenciales, hablando de la marca Stratasys, son los siguientes:

• PC-ISO:
  Material de policarbonato biocompatible. Esterilizable con rayos gamma y óxido de etileno (EtO). Tiene una resistencia a la fuerza de tensión, así como a la deflexión por altas temperaturas. También cumple con la USP Clase VI.
  
• ABS-M30i:
  Material a base de ABS que cumple con los criterios de biocompatibilidad para estar en contacto con mucosa por 24 horas y en piel por 30 días. Puede esterilizarse en rayos gamma y óxido de etileno (EtO). También puede ser utilizado en la industria de alimentos.
  
  
• ULTEM 1010:
  Este material es una resina a base de polieterimida (PEI), es cual posee una alta resistencia al calor, peso liviano y fuertes propiedades mecánicas. Cuenta con la certificación ISO y USP clase VI y seguridad de alimentos de NSF 51. Este no es esterilizable, pero se recomienda para aplicaciones médicas especiales y la industria alimentaria.
  
• PLA:
  Este material de la marca Stratasys no cuenta con la certificación de biocompatibilidad, sin embargo, la literatura y estudios científicos apoyan el uso de este para aplicaciones que necesitan un material biocompatible. Sin embargo, al no tener los estudios necesarios, no es recomendable para aplicaciones que durarán un tiempo considerable en el cuerpo, sino para experimentación.

De esta manera, podemos apreciar diferentes opciones viables para aplicaciones que requieren biocompatibilidad, hablando de la marca Stratasys.

El mercado médico tiene una tendencia creciente hacia la personalización. Cada cuerpo diferente entre sí, el ser capaz de ofrecer opciones a la medida del paciente es algo fundamental para la comprensión integra del diagnóstico, el tratamiento integro de una patología, la realización de un procedimiento quirúrgico. De aquí la necesidad de aplicar la tecnología de impresión 3D para ofrecer estas soluciones.

La investigación de nuevos materiales y técnicas de fabricación permitirá a los especialistas de la salud, ser capaces de sobrellevar los retos médicos del mundo moderno, permitir la mejora de los pacientes y crecer este mercado enfocado a el cuidado persona.