La FIHGUV y la Universidad de Salamanca evaluarán los implantes biomédicos creados con hilo de soldadura por un prototipo de impresión 3D desarrollado por AIDIMME junto con Meltio

• La novedad es que por vez primera se utiliza hilo de soldadura, con procesos menos contaminantes y que generan menos residuos de material respecto de otras tecnologías de fabricación aditiva como el polvo metálico
• El proyecto ATILA está formado por un consorcio multidisciplinar liderado por AIDIMME y del que forman parte el grupo de investigación en Ingeniería Biomédica y Tisular (BTELab) de la FIHGUV, el grupo de investigación de aplicaciones del láser y fotónica de la Universidad de Salamanca y la empresa Meltio

El proyecto de investigación ATILA, en el que participa la Fundación de Investigación del Hospital General Universitario de Valencia (FIHGUV), ha anunciado un importante avance tecnológico: el centro de investigación valenciano AIDIMME ha instalado un prototipo de tecnología de impresión 3D para crear por primera vez en España implantes biomédicos de aleaciones de titanio con la tecnología única de impresión 3D de metal que desarrolla la multinacional española Meltio.

El trabajo que lleva a cabo el grupo de investigación en Ingeniería Biomédica y Tisular (BTELab) de la FIHGUV consistirá en determinar la seguridad de los materiales obtenidos y el potencial uso clínico de esta tecnología de implantes, fomentando la transferencia de los implantes de laboratorio a la práctica clínica. En colaboración con AIDIMME, llevará a cabo evaluaciones in vitro e in vivo y desarrollará un catálogo y guia de diseño para implantes personalizados, validados a partir de casos clínicos reales en Maxilofacial, Neurocirugía y Traumatología.

La iniciativa, que ya está dando sus primeros resultados en España, ha sido financiada por el Ministerio de Ciencia e Innovación y por la Unión Europea y la Agencia Estatal de Investigación.

ATILA

El proyecto de investigación ATILA, formado por un consorcio multidisciplinar liderado por AIDIMME y del que forman parte el BTELab de la FIHGUV, el grupo de investigación de aplicaciones del láser y fotónica de la Universidad de Salamanca (ALF USAL) y la empresa MELTIO, investiga los diferentes usos y aplicaciones de implantes biomédicos con titanio, del tipo Ti64-ELI, gracias a la tecnología única de impresión 3D de metal aportada por la multinacional española Meltio.

La principal novedad destaca en que por vez primera en España se está investigando las aplicaciones que pueden crearse con este titanio en piezas impresas en 3D por tecnología de hilo de soldadura, que a diferencia de otras tecnologías como el polvo metálico para crear piezas en 3D es mucho más eficiente, con procesos menos contaminantes y que generan menos residuos de material en su manipulación, con lo que contribuye a reducir la huella de carbono de esta tecnología.

El proceso de fabricación aditiva de deposición directa de metal por láser (DED-LB/M) puede construir piezas con la adición de materia prima en forma de polvo o de alambre. Las ventajas de la tecnología DED-LB/M con alambre incluyen un proceso de contaminación más bajo que cuando se usa polvo, una buena tasa de deposición, un relativo bajo costo y un alto uso de la materia prima (cerca del 100%). Cuando se trabaja con polvo éste puede reutilizarse, pero debe controlarse su composición química la cual varía tras su uso. Un tema importante en este proceso es la interacción del metal con el oxígeno, que puede ocurrir en materiales altamente reactivos como el titanio.

Durante un proceso de fabricación aditiva existe una tendencia a captar oxígeno por parte del metal debido al aumento de temperatura durante la fusión y posterior deposición de capas sucesivas; el contenido de oxígeno no debe superar el límite máximo establecido en las normas de referencia para implantes UNE-EN ISO 5832-3:2017. Implantes quirúrgicos. Materiales metálicos. Parte 3: Aleación forjada a base de titanio, aluminio 6 y vanadio 4, con un valor máximo de oxígeno de 0,2% para Ti6Al4V grado 5 y 0,13% de porcentaje de oxígeno para Ti6Al4V ELI, un límite de oxígeno más estricto en la norma de referencia ASTM F136-21.

El uso de gas de protección de forma coaxial a la fusión es característica de la tecnología DED –que va creando la pieza fundiendo el material metálico sólido a un estado líquido creando la pieza capa a capa con la impresora 3D de Meltio– para garantizar una gran eficiencia de deposición de material y calidad de impresión.

Sin embargo, debido al gran gradiente de temperatura producido durante el proceso, debe controlarse la microestructura del material y sus propiedades mecánicas para poder cumplir con las especificaciones más restrictivas.

En el marco del proyecto ATILA, se ha desarrollado e integrado un prototipo basado en tecnología DED-LB/M que está recibiendo sus últimas mejoras en 2024. Específicamente, el nuevo proceso va a permitir controlar mejor los gradientes térmicos para poder asegurar una metalurgia adecuada a las exigentes normas que aplican para el procesado de Ti6Al4V ELI.

El pasado mes de junio se realizó una reunión técnica del proyecto en las instalaciones de AIDIMME, donde los integrantes del consorcio se reunieron para conversar acerca de las normativas, los posibles candidatos de implantes a fabricar y la simulación numérica en desarrollo por parte de la USAL, objetivos del proyecto ATILA.