Extrusion-based 3D printing of silicones for medical applications

Autor/a

Nieva Esteve, Gloria

Abstract

La impresión tridimensional (3D) tiene un enorme potencial para revolucionar el campo médico debido a sus ventajas, como la libertad de diseño, la capacidad de fabricar estructuras complejas, así como la rápida creación de prototipos. Sin embargo, es una tecnología emergente y la disponibilidad limitada de materiales biocompatibles que se pueden procesar es un problema que debe superarse. Teniendo en cuenta este tema y la creciente demanda de componentes elastoméricos en este sector, el desarrollo de nuevos materiales para esta tecnología debería apuntar a este tipo de materiales. En este sentido, la silicona se ha utilizado en una amplia variedad de dispositivos médicos. Por ejemplo, implantes, componentes reutilizables y de un solo uso, equipos hospitalarios y herramientas quirúrgicas. Por tanto, el desarrollo de protocolos para combinar silicona con impresión 3D ofrece grandes oportunidades en este campo. Sin embargo, existen varios inconvenientes en el procesamiento de silicona mediante impresión 3D debido a las propiedades intrínsecas del material. Por ejemplo, su alta viscosidad y propiedades reológicas pueden dificultar su extrusión a través de una boquilla de impresión de manera precisa. Además, las siliconas son polímeros termoendurecibles que forman enlaces químicos irreversibles durante el proceso de curado. Por lo tanto, la temperatura no puede usarse para mejorar la capacidad de impresión del material sin afectar la formación de la red reticulada.
Para superar estos desafíos, en este proyecto desarrollaremos protocolos para utilizar diferentes siliconas como material para fabricar dispositivos médicos mediante impresión 3D basada en extrusión. En particular, este trabajo se centrará en dos aplicaciones biomédicas. Por un lado, desarrollaremos una metodología reproducible para obtener una serie de formulaciones con diferentes propiedades viscoelásticas para mejorar la imprimibilidad de una silicona fotocurable. Además, estas formulaciones se proponen como una solución para imitar las características reales de los órganos en modelos de estructuras anatómicas que se utilizan para practicar y planificar cirugías. Por otro lado, se describe una metodología para diseñar e imprimir stents traqueales personalizados adaptados a la anatomía real del paciente para abrir las vías respiratorias obstruidas. El uso de silicona de grado médico para la impresión plantea este stent personalizado como una solución directamente implantable a los problemas de migración derivados de la no adaptabilidad de los stents comerciales.

Director/a

Borrós i Gómez, Salvador
Teixidó Bartes, Robert

Estudios

IQS SE - Máster en Bioingeniería

Fecha

2020-06-26