Tesis (Ingeniero Biomédico)

En Colombia y el mundo, se presentan innumerables accidentes que ocasionan la lesión
del tejido óseo muscular como fracturas o luxaciones de extremidades y articulaciones.
Generalmente para este tipo de condición, el uso de yesos (escayola), férulas y órtesis ha
sido extendido en el entorno médico, para mantener la posición o inmovilizar las partes
del cuerpo que han sido afectadas, ya sea de manera temporal o de uso prolongado, en
aras de apoyar el tratamiento médico definitivo.
Por lo anterior, desde que Jake Evill, de la Universidad Victoria de Wellington, Nueva
Zelanda en el 2013, creó el modelo de férula/órtesis llamada “Cortex Exoskeleton” para
reemplazar a las férulas tradicionales, estas han ido avanzando a medida que mejora la
tecnología de la impresión en 3D y las propiedades mecánicas de los materiales que
pueden usarse con dicha tecnología.
La impresión 3D en la actualidad es una técnica de procesamiento que ha permitido
realizar formas complejas fabricando andamios (scaffolds), órtesis, prótesis, partes de
equipos médicos, entre otros, proporcionando un soporte significativo en el área médica,
ingenieril e industrial.
Hoy en día las órtesis y férulas presentan un amplio uso en la población mundial, siendo
utilizadas desde niños hasta adultos mayores después de una cirugía, como parte de un
tratamiento médico y/o rehabilitación o debido a problemas congénitos.
El yeso ha sido la férula médica más utilizada para la inmovilización de extremidades en
el área ortopédica y de rehabilitación debido a su economía, fácil manipulación y
resultados satisfactorios. Sin embargo, el uso del yeso puede ocasionar en ciertos
pacientes problemas como su ablandamiento y al humedecerse podría conllevar a la
pérdida de fuerza e integridad del yeso y hasta el posible crecimiento de hongos o
infecciones epidérmicas. Así mismo, pueden ser pesados para ciertos pacientes y
dificultar ciertas actividades propias del usuario.
Por lo anterior, las órtesis para inmovilización de extremidades impresas en 3D, han
venido reemplazando a los yesos, ya que estas se pueden elaborar de forma
personalizada, proporcionado mayor ligereza, facilidad de uso, transpiración, resistencia
a impactos. Así mismo, evita la acumulación de humedad reduciendo la aparición de
hongos y malos olores, enrojecimiento o escaras en la piel, aportando de esta forma,
mayor comodidad en el paciente, y ha demostrado buenos resultados en la cicatrización
de fracturas óseas y consolidación de tejidos.
En el presente trabajo, la órtesis propuesta se elaborará con ayuda de la impresora 3D de
Deposición de Hilo Fundido - FDM, que es una tecnología que basa su funcionamiento en
un hilo de material a una temperatura de trabajo que se mueve en el plano XY horizontal
con la ayuda de una boquilla. Este hilo solidifica inmediatamente sobre la capa anterior.
Es una tecnología fácil de usar, de bajo costo, que utiliza polímeros termoplásticos
mecánicamente estables y ambientalmente reciclables.
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Así mismo, son materiales capaces de modelar geometrías complejas que podrían ser
difíciles de realizar utilizando otras tecnologías o métodos de procesamiento, que pueden
llegar a ser más costosos y generar subproductos o inconvenientes de compatibilidad.
Como ingeniera biomédica, este trabajo busca identificar las propiedades que pueden
ofrecer los materiales utilizados en impresión 3D y evidenciar las ventajas y posibles
desaciertos en el diseño y la elaboración de un prototipo de órtesis para su aplicación en
el área de ortopedia y rehabilitación.