Investigación y ciencia

Manufactura aditiva permite personalizar la elaboración de prótesis y piezas de aplicación médica

Omar Páramo / vídeo: Francisco Medina

El Laboratorio Nacional de Manufactura Aditiva, Digitalización 3D y Tomografía Computarizada (MADiT) impulsa proyectos de índole tan diversa que su responsable, Leopoldo Ruiz Huerta, suele decir que este sitio es como el oxígeno, “pues reacciona con casi todo”.

Aunque el universitario señala esto en broma, la realidad es que en este espacio se han impulsado proyectos tan variopintos como hacer prótesis más económicas que las de titanio; modelar huellas de animales prehistóricos halladas en un lecho fluvial de Puebla, o restaurar tres campanas centenarias robadas de una iglesia de Nuevo León y a los pocos días recuperadas en pedazos.

“Este amplio abanico de nichos dónde incidir es producto de una evolución aún en proceso pues, aunque entramos en funciones como el Laboratorio Universitario de Ingeniería de Diseño y Manufactura Avanzada en 2010 y nos convertimos en laboratorio nacional en 2014, la semilla del MADiT se sembró en 1996, cuando dentro del entonces Centro de Instrumentos de la UNAM (hoy CCADET) realizábamos tareas de diseño mecánico y construcción de prototipos y después de micromecánica y mecatrónica”, expuso.

Ahí elaborábamos elementos mecánicos tan pequeños como barras de 700 micras de largo por 50 micrómetros de diámetro (la mitad del grosor de un cabello). Aquello era un trabajo muy meticuloso que rápidamente nos hizo ver un problema: al generar objetos tan minúsculos era más atractivo crear estructuras mediante el agregado de materia prima en cantidades justas y darle forma según se necesitara en vez de tomar un bloque más grande y remover los sobrantes (como haría un escultor al cincelar una roca).

“Así fue como nos involucramos con el tema de la manufactura aditiva, es decir, en el proceso de depositar material, capa por capa, para construir un dispositivo. Además, como esto se hace de manera automatizada y a partir de un archivo digital, era crucial imbuirnos en la digitalización 3D”.

Sobre la tomografía computarizada —la otra especialidad del MADiT— Ruiz Huerta explicó que se trata de algo imprescindible, sobre todo para lo que ahí se hace, porque toda pieza creada por agregación de material capa por capa puede presentar pequeños intersticios y esta técnica —basada en el uso de rayos X, pero con otros niveles de radiación— permite inspeccionar el estado interno de cualquier objeto, ya que incluso las alteraciones más mínimas inciden en las propiedades resultantes.

Trabajo con impacto social

Desde su concepción, el MADiT fue pensado como un lugar de puertas abiertas y eso ha dado pie a múltiples colaboraciones no sólo con ingenieros, arquitectos o químicos, sino con profesionistas de disciplinas que uno no imaginaría hallar en un laboratorio de estas características, como administradores o filósofos, detalló Ruiz Huerta.

“De ahí la multiplicidad de proyectos aquí gestados y de entre ellos me gustaría mencionar uno no por su importancia —eso es muy subjetivo—, sino por las satisfacciones que nos deja: el desarrollo de implantes junto con el Hospital General de México (HGM)”.

Al respecto, el académico acotó que una de las características más notables de la manufactura aditiva es que ésta permite personalizar, algo crucial al elaborar prótesis y piezas de aplicación médica.

“Como cada humano tiene características corporales únicas es impráctico pretender fabricar prótesis u órtesis en serie”, subrayó el doctor en Ingeniería Mecánica por la UNAM.

Bajo esta premisa, el equipo del MADiT propuso mejoras al método para elaborar implantes en polimetilmetacrilato del Hospital General y determinó que, con las modificaciones adecuadas, no sólo se obtendrían los mismos resultados, sino que el producto resultante sería 25 veces más barato que uno de aleaciones metálicas como el titanio, algo ventajoso para poblaciones de bajos recursos.

“Además, tras analizar el proceso empleado por el HGM para crear dichos elementos vimos que podíamos simplificar cuatro tareas realizadas de forma manual, aplicar preceptos de digitalización y diseño asistido por computadora y disminuir de manera significativa el tiempo que tendría que esperar un paciente para ser intervenido”.

Gracias a la oportunidad brindada por el Hospital General, el MADiT pudo proponer un mejor procedimiento con cualidades sumamente atractivas, entre las que incluyen las estéticas. No hay mayor secreto en esto, pues al emplear sistemas digitales nuestras piezas se acoplan exactamente a la fisiología de los pacientes. Alcanzar estos resultados y saber que con ellos puedes cambiarle la vida a alguien te genera una satisfacción difícil de explicar, compartió.

¿Una revolución en ciernes?

El 12 de febrero de 2013 en el Capitolio, al dar el primer informe de gobierno de su segundo periodo como presidente, Barack Obama dijo ante el Congreso de los EU: “La impresión en 3D tiene el potencial de revolucionar la manera en que hacemos casi todo”, lo que desató una ola de euforia alrededor del globo sobre el tema.

Sobre si estamos ante un cambio radical de paradigmas como señalaba el mandatario estadounidense, Ruiz Huerta admitió tener serias dudas “ya que lo mismo se decía con la llegada de los equipos industriales controlados numéricamente e incluso hubo quien aseguró que en breve todas las fábricas se automatizarían y, por ende, los obreros dejarían de ser necesarios”.

Lo que sí creo es que esto es una tendencia gradual y que la manufactura aditiva modificará nuestra manera de pensar, diseñar y materializar cosas. Sobre si será una revolución me parece que no, aunque no me hagas mucho caso pues te lo dice alguien que en los años 90 no imaginó ni de lejos que Facebook o la telefonía móvil cambiarían tanto el mundo en el que vivimos, concluyó.

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