Mallas flexibles impresas en 3D para elaborar tobilleras y rodilleras más cómodas y eficaces

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26 Jun. 2019
Mallas flexibles impresas en 3D para elaborar tobilleras y rodilleras más cómodas y eficaces

Un grupo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) de EEUU ha diseñado materiales de malla flexibles impresos en 3D para tobilleras, rodilleras o mallas de hernia, ya que su flexibilidad y tenacidad ayuda a emular y apoyar los músculos y tendones de manera personalizada en función de las características de cada paciente.

Hasta ahora dispositivos como los audífonos, las coronas dentales o las prótesis de extremidades se podían diseñar gracias a la impresión 3D, sin embargo, estos aparatos se imprimían a partir de material sólido e inflexible. De este modo, el equipo ha conseguido desarrollar una malla flexible para su uso como tobillera y rodillera.

Asimismo, han elaborado un guante, que se ajusta a los nudillos del usuario, proporcionando resistencia contra el apretamiento  involuntario que puede ocurrir después de un accidente cerebrovascular.

El estudio, publicado en 'Advanced Functional Materials', se ha inspirado en la comodidad y flexibilidad de las telas. Así, Sebastian Pattinson, postdoctorado en el MIT y autor del trabajo, se ha centrado en el colágeno, la proteína estructural que compone los tejidos blandos del cuerpo y que está presente en ligamentos, tendones y músculos. De este modo, inspirado por la estructura molecular del colágeno, el experto ha diseñado patrones ondulados que posteriormente ha impreso en 3D utilizando poliuretano termoplástico.

Los investigadores han impreso una tira de la malla para probarla en los tobillos de varios voluntarios sanos. Los resultados han puesto de relieve que esta malla permite aumentar la rigidez del tobillo. "La belleza de esta técnica radica en su simplicidad y versatilidad. La malla se puede hacer en una impresora 3D básica de escritorio, y la mecánica se puede adaptar para que coincida exactamente con las de los tejidos blandos", ha explicado John Hart, profesor de mecánica ingeniería en MIT.

MAYOR COMODIDAD Y EFICACIA

Para la impresión de la tobillera se ha utilizado un material elástico, sin embargo, para otras aplicaciones como las mallas de hernia implantables podría ser útil incluir elementos más rígidos. Para ello, el equipo ha impreso fibras de acero inoxidable en una malla flexible, después han incorporado otra capa elástica sobre el acero. Esta combinación de materiales da a la malla la capacidad de estirarse hasta un punto y después endurecerse, proporcionando un soporte más fuerte.

Del mismo modo, el equipo quería dar a la malla una calidad similar a la tela para ofrecer una mayor comodidad. En este sentido, Pattinson ha descubierto que una vez que se ha impreso una primera capa, si se levanta ligeramente la boquilla de impresión, el material que sale de la misma tarda más en aterrizar en la capa de abajo, por lo que se enfría y es menos pegajoso.

Por otra parte, han diseñado mallas que incorporan estructuras auxiliares, es decir, patrones que se hacen más amplios cuando se tira de ellas. Así, han impreso mallas con estructuras que cuando se estiran se hacen más anchas en lugar de contraerse, lo que supone una gran efectividad para su aplicación en superficies curvadas.


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