Investigadores de la Universidad de Piura (UDEP) y de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) publicaron un artículo sobre la optimización topológica y fabricación cerámica de prótesis personalizadas en la revista Virtual and Physical Prototyping.
Por Fernanda Vegas Sernaqué. 07 octubre, 2024.
El artículo “Topology optimisation and lithography-based ceramic manufacturing of short-stem hip prostheses with enhanced biomechanical and mechanobiological performance” se basa en el proyecto “Hybridization of ceramic tissue scaffolds with patient-specific short femoral stem”, desarrollado por la Universidad de Piura, en colaboración con la UPM, el Instituto IMDEA Materiales y las empresas Lithoz y 3Dtive S.L.
Esta publicación se encuentra entre los 100 artículos científicos más leídos en agosto de la revista Virtual and Physical Prototyping, según las métricas del portal ResearchGate. En esta, trabajaron los ingenieros William Solórzano, Adrián Martínez, Altan Alpay, Serkan Nohut, Carlos Ojeda,, Jon Molina, Martin Schwentenwein, Andrés Díaz Lantada, y el físico Javier García Molleja
Sobre la investigación
La relación entre la UDEP y la UPM parte de la investigación sobre vástagos femorales cortos del ingeniero William Solórzano, egresado de la Facultad de Ingeniería de la UDEP. Desde el 2019, el entonces alumno inició su contacto con la universidad europea, cuando ganó una pasantía financiada por el Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (Fondecyt), para sus estudios en el Laboratorio de Desarrollo de Productos de la UPM, a cargo del doctor Andrés Díaz Lantada.
A partir de este trabajo, se inició el proyecto “Hybridization of ceramic tissue scaffolds with patient-specific short femoral stem”, una propuesta de hibridación de andamios tisulares cerámicos con los implantes de cadera, presentada en 2021 por el magíster Solórzano y el doctor Adrían Martínez, con asesoría de los doctores Carlos Ojeda, de la UDEP, y Andrés Díaz, de la UPM. Además, está financiado por el Programa de Investigación e Innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea, por el acuerdo de subvención n. º 953134 (Proyecto INKplant: Ink-based hybrid multimaterial fabrication of next generation implants) a través de su primera convocatoria de innovación abierta
Sobre esta investigación, se realizó el artículo “Topology optimisation and lithography-based ceramic manufacturing of short-stem hip prostheses with enhanced biomechanical and mechanobiological performance”.
El ingeniero Carlos Ojeda resaltó que, con este trabajo colaborativo, se contribuye a resolver un problema mecánico-biológico sobre la estabilidad en la interfase hueso-implante, una dificultad que viene desde 1940, cuando se colocaron los primeros vástagos femorales metálicos en personas.
El doctor Díaz Lantada destacó que lo más importante de estas investigaciones con enfoques que utilizan tecnologías de fabricación aditivas “es que se pueden conseguir prótesis que se integrarán mejor en el organismo y generarán menos problemas biomecánicos a largo plazo”.
Por su parte, el magíster William Solórzano destacó que los implantes cerámicos obtenidos del proyecto representan uno de los ejemplos más destacados de prótesis cerámicas fabricadas mediante impresión aditiva. “Son, posiblemente, los de mayor tamaño en los que se ha empleado la técnica de fabricación cerámica basada en litografía de óxido de circonio reforzado con alúmina. Este material tiene potencial en aplicaciones biomédicas para tratar diversos tipos de defectos de tamaño crítico”, sostuvo.
La multifuncionalidad de estos implantes, agregó, se ha potenciado incorporando geometrías complejas, a través del diseño optimizado para la fabricación aditiva. La estructura porosa resultante, indicó, “favorece la osteointegración y la vascularización, aspectos clave para el éxito biológico a largo plazo”.
Desde hace 10 años, el grupo de investigación en Biomecánica de la Universidad de Piura, dirigido por el doctor Ojeda, en colaboración con el Laboratorio de Desarrollo de Productos de la UPM, dirigido por el doctor Andrés Díaz Lantada, viene desarrollando proyectos de investigación sobre el comportamiento mecánico de diversos dispositivos biomédicos, entre ellos prótesis femorales.
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