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Impresión 3D en "período de invención inigualable"

Las aplicaciones de tecnología de impresión 3D cobran vida en aplicaciones que van desde el desarrollo de maquinaria para envasado hasta la producción de dispositivos médicos, o la impresión de medicamentos personalizados en el hogar de un paciente.

Con impresión 3D se pueden desarrollar múltiples partes para maquinaria de envasado.
Pinzas de plástico elaboradas mediante impresión 3D. Foto de igus.

Más allá de sus usos terapéuticos para los pacientes, la impresión 3D también está involucrada en el espacio del empaque.

La FDA reconoce que "los avances en la ciencia de los materiales, la salud digital, la impresi√≥n en 3D y otras tecnolog√≠as contin√ļan impulsando un periodo de invenci√≥n sin precedentes para los dispositivos m√©dicos".

Esta perspectiva proviene de una declaraci√≥n del 26 de noviembre de 2018 del Comisionado de la FDA Scott Gottlieb, y de Jeff Shuren, director del Centro de Dispositivos y Salud Radiol√≥gica, que describe nuevos pasos transformadores para modernizar el programa 510(k) de la FDA, para avanzar en la revisi√≥n de la seguridad y la efectividad de los dispositivos m√©dicos.

Las Aplicaciones M√©dicas de la p√°gina web de impresi√≥n 3D de la FDA se√Īalan que los dispositivos m√©dicos impresos en 3D disponibles en el mercado incluyen instrumentos, implantes y pr√≥tesis externas. ‚ÄúAlgunos dispositivos se imprimen desde un dise√Īo est√°ndar para hacer m√ļltiples copias id√©nticas del mismo dispositivo. Otros dispositivos, denominados adaptados al paciente o espec√≠ficos del paciente, se crean a partir de los datos de im√°genes de un paciente espec√≠fico", afirma la agencia.

El informe dice que la impresi√≥n 3D/fabricaci√≥n aditiva tambi√©n puede "usarse para reducir el desperdicio al usar menos materias primas y requiere de menos pasos de fabricaci√≥n". La agencia tambi√©n se√Īala el √°ngulo del paciente, al indicar que "los cient√≠ficos est√°n investigando c√≥mo usar el proceso de impresi√≥n 3D para fabricar √≥rganos vivos, como un coraz√≥n o un h√≠gado, pero esta investigaci√≥n se encuentra en [sus] primeras etapas de desarrollo ".

Los laboratorios de impresi√≥n 3D en los hospitales, por su parte, representan una tendencia emergente, seg√ļn el art√≠culo de ASME.org de 2017, las 5 formas en las que la impresi√≥n 3D est√° cambiando el campo m√©dico. El art√≠culo explica que este trabajo "se enfoca en imprimir modelos espec√≠ficos del paciente antes de la cirug√≠a para observar la anatom√≠a espec√≠fica de √©l o ella". Pr√≥tesis de bajo costo, implantes m√©dicos personalizados, dispositivos de protecci√≥n personalizados y ayudas, y futuros biomateriales para estructuras org√°nicas y √≥rganos complejos representaron los otros cuatro m√©todos de impresi√≥n 3D.

Un informe de Business Wire del 26 de noviembre de 2018 describe una emocionante aplicaci√≥n de impresi√≥n 3D que incluye el modelo del ap√©ndice auricular izquierdo del paciente "creado con tecnolog√≠a Stratasys y Materialise ... destinado a permitir que los cirujanos seleccionen el dispositivo adecuado y planifiquen el enfoque √≥ptimo para ocluir el LAA ‚ÄĚ.

Impresión 3D en packaging

M√°s all√° de sus usos terap√©uticos para los pacientes, la impresi√≥n 3D tambi√©n est√° involucrada en el espacio del empaque. Un ejemplo es el Centro para Servicios de Innovaci√≥n de Empresas de Dispositivos M√©dicos de Johnson & Johnson en el Centro M√©dico de Texas, que incluye un laboratorio de impresi√≥n 3D, que es parte del esfuerzo de la compa√Ī√≠a para acelerar las tecnolog√≠as de dispositivos m√©dicos innovadoras.

El departamento de Dise√Īo y Tecnolog√≠as Avanzadas de Quadpack ha invertido en la √ļltima tecnolog√≠a de impresi√≥n 3D en sus instalaciones de investigaci√≥n y dise√Īo del Reino Unido, utilizando una impresora Stratasys J750 para acelerar las etapas iniciales del dise√Īo y desarrollo de empaques personalizados, mientras ayuda a probar nuevas ideas. El departamento utiliza la nueva m√°quina para tres tipos de modelos:

‚ÄĘ Los modelos de prototipos ayudan a probar ideas para nuevas referencias en la propia gama de empaques Q-Line de Quadpack.

‚ÄĘ M√°s cerca de la producci√≥n, los moldes de prueba se imprimen para pruebas de bajo volumen del producto final.

‚ÄĘ Para el material final, los moldes de prueba son compatibles con las l√≠neas de producci√≥n en la planta de moldeo por inyecci√≥n de Quadpack Plastics.

Jeremy Garrard, Director de Dise√Īo y Tecnolog√≠as Avanzadas, dice: ‚ÄúCon los modelos 3D y los moldes de prueba, podemos hacer las ideas m√°s r√°pidas, ayud√°ndonos a desarrollar los productos adecuados para nuestra gama Q-Line, con una industrializaci√≥n eficiente y acelerada.

‚ÄúLa Stratasys J750 es clave para lograr un tiempo de comercializaci√≥n m√°s r√°pido, facilitando la visualizaci√≥n de productos a medida. Para los clientes, un modelo 3D de alta calidad es una forma segura de ver c√≥mo se ver√° el producto terminado. Puedes verlo, sentirlo y tocarlo. Hace que la idea sea real ", a√Īade.

Las pinzas de pl√°stico hechas para maquinaria de empaque (como se muestra) tambi√©n pueden resolver problemas para los fabricantes. Seg√ļn igus, el productor de cosm√©ticos Carecos Kosmetic GmbH utiliz√≥ el iglide I150 del proveedor en la impresi√≥n 3D, lo que le permiti√≥ ahorrar hasta un 85% del costo y el 70% del tiempo de fabricaci√≥n en comparaci√≥n con las piezas de aluminio anteriores. Las pinzas impresas en 3D, dice igus, "tambi√©n son siete veces m√°s ligeras que las pinzas de metal".

Al desarrollar su nueva m√°quina de soplado/llenado/ sellado LAB+ ASEP TECHWeiler Engineering tom√≥ en cuenta la impresi√≥n 3D. "El ritmo del cambio tecnol√≥gico ha ido aumentando constantemente, por lo que se han utilizado multitud de innovaciones para mejorar el dise√Īo de nuestros equipos", explica Joe Immordino, Director de Ingenier√≠a de Weiler. ‚ÄúLa redacci√≥n asistida por computadora, junto con la simulaci√≥n y el control de cambios, siguen siendo el n√ļcleo del proceso de ingenier√≠a, mientras que las impresoras 3D y las tecnolog√≠as basadas en l√°ser son cada vez m√°s frecuentes en el dise√Īo. El intercambio de informaci√≥n de dise√Īo electr√≥nico en 3D entre ingenieros, proveedores, fabricantes, control de calidad, ensambladores y t√©cnicos ha mejorado el proceso de comunicaci√≥n entre las partes interesadas ".

Un resumen de la investigaci√≥n de DHL, ‚ÄúLa digitalizaci√≥n y la cadena de suministro: ¬ŅD√≥nde estamos y qu√© es lo que sigue‚ÄĚ, indic√≥ que los encuestados clasificaron la impresi√≥n 3D como la tercera tecnolog√≠a f√≠sica m√°s importante, despu√©s de la rob√≥tica y los veh√≠culos aut√≥nomos (AVs)?

Futuro prometedor

El mercado global de impresi√≥n en 3D, seg√ļn un informe reciente de Envision Intelligence, fue valorado en $ 26.510 millones en 2018. Envision estima que llegar√° a $ 33.740 millones para 2024. Eso es una TCAC extraordinaria, de 26.75%. El informe se√Īala las siguientes tendencias m√©dicas:

‚ÄĘ Con la ayuda de la impresi√≥n en 3D, ‚ÄėIn air microfluidics‚Äô es un m√©todo exitoso para imprimir estructuras en 3D con c√©lulas vivas. Esta es una t√©cnica especial que permite la producci√≥n r√°pida y en vuelo de micro bloques de construcci√≥n que son viables y ayudan a reparar los tejidos da√Īados.

‚ÄĘ Se pueden desarrollar nuevos o√≠dos para ni√Īos utilizando la impresi√≥n 3D al recolectar las c√©lulas llamadas condrocitos, que se usan para hacer crecer el nuevo cart√≠lago.

A pesar de la promesa de la impresi√≥n 3D, el informe de Envision dice que hay factores limitantes para la impresi√≥n 3D. Ellos incluyen disponibilidad limitada y alto costo de materiales, falta de mano de obra calificada y tama√Īo de los productos generados ".

Dejando de lado las limitaciones, la impresi√≥n en 3D tambi√©n ofrece oportunidades interesantes para el futuro de la atenci√≥n m√©dica. Eso se demostr√≥ en una presentaci√≥n en el evento anual del 15¬ļ Foro Anual de Cadenas de Suministros de Ciencias de la Vida y Control de Temperatura, donde Paul Zikopoulos, de IBM, mostr√≥ un video de un paciente que se despierta en medio de la noche con un ataque de asma. Con su inhalador "inteligente" conectado a la nube, el paciente carg√≥ sus condiciones a su m√©dico, quien a su vez le recomend√≥ un tratamiento, luego envi√≥ la orden directamente a la impresora 3D del paciente para fabricar la p√≠ldora.

Ya sea que se trate de una impresora en la casa de un paciente, en un entorno hospitalario, o en una fábrica con maquinaria de envasado, la impresión 3D es más que una tecnología futura no muy lejana, es la realidad de hoy.