Estructuras porosas de Titanio en impresion 3D: exploración en diseño y simulación computacional

VALERIA E. BOSIO; FACUNDO A. PEDEMONTE

San Miguel de Tucuman

Congreso; MECOM; 2018

Facultad de Ciencias Exactas y Tecnologia UNT

La nueva generación de implantes ortopédicos busca no solo la estabilidad y el soporte de carga, sino la regeneración del tejido dañado. El desarrollo de estructuras de titanio poroso por impresión 3D plantea hoy un campo de exploración en este sentido. Los métodos de manufactura aditiva permiten, por ciclos iterativos de diseño y simulación, variar las propiedades macroestructurales a fin de emular la biomecánica natural del tejido óseo, en la búsqueda de una osteointegración del implante al hueso original. Los defectos intercalares críticos en huesos largos constituyen uno de los principales desafíos reconstructivos en traumatología. Este trabajo plantea el diseño y optimización por simulación computacional mediante el Método de los Elementos Finitos, de sistemas trabeculares generados por arreglos periódicos de celdas unitarias para la reconstrucción de este tipo de defectos. En este proceso de exploración, para el diseño y simulación de los implantes, se tuvieron en cuenta variables como: tipo de celda unitaria (diamond, double honeycomb y giroide), tamaño de strut (200-1000um), tamaño de poro (800-2000um), porosidad de la estructura final (70-90%), módulo de elasticidad aparente (1-20GPa) y resistencia a la compresión, para luego seleccionar las mejores estructuras desarrolladas y validarlas mediante ensayos mecánicos, y testearlos en animales grandes como modelo para implantación en humanos.