Desarrollo de equipamiento quirúrgico mediante técnicas de simulación 3D y fabricación aditiva

Abstract

Desde el punto de vista de la ingeniería mecánica; el mayor avance de las últimas dos décadas ha sido la evolución de los sistemas de diseño asistido por ordenador, que han modificado los hábitos de trabajo en ingeniería y han dotado a los profesionales de herramientas de diseño muy potentes. En la última década, el complemento a este software lo constituyen, sin duda, las técnicas de fabricación aditiva, en la actualidad en pleno desarrollo, y cuyo empleo modificará la forma de pensar y diseñar a la hora de abordar múltiples problemas de diseño. En esta tesis se plantea una metodología de trabajo basada en la simulación virtual y la fabricación aditiva, seguida en un equipo de investigación multidisciplinar (formado por cirujanos e ingenieros), para el desarrollo de equipamiento quirúrgico de apoyo en cirugía mínimamente invasiva y en colostomías. Como resultado de este trabajo se presentan los siguientes desarrollos: - Un distractor con caparazón para cirugía mínimamente invasiva utilizando orificios naturales, que se fabrica con impresión 3D y que, está en fase de ensayo clínico en la actualidad. Se trata de una evolución del distractor previamente patentado por el grupo (patente nº ES 2 503 891), para realizar cirugía TEM/TAMIS (Microcirugía Endoscópica Transanal / Cirugía Transanal Mínimamente Invasiva). - Un distractor anal para cirugías con suturas circulares cercanas al ano, que también se fabrica totalmente con impresión 3D. - Un dispositivo endobag para la recogida de residuos en pacientes en los que se ha realizado una colostomía. Este ha sido patentado con nº ES 2 598 557 B2. En la actualidad está en fase de ensayo clínico. La investigación muestra las ventajas del modelado 3D y el empleo de “edrawings” en el ágil intercambio de información e impresiones sobre nuevos diseños o diseños conceptuales, la facilidad para pasar de modelos virtuales a prototipos funcionales mediante la fabricación aditiva, y su combinación para acortar el tiempo de diseño de nuevos productos. Se han caracterizado las propiedades mecánicas de las piezas diseñadas por FDM, utilizando ABS como material de aporte, analizando la influencia de diferentes parámetros en el resultado final, especialmente la orientación de las piezas impresas. Las conclusiones a las que se ha llegado con este trabajo es que esta metodología es válida para el desarrollo de instrumental quirúrgico a demanda de sus usuarios, tanto para prototipos funcionales de validación, como incluso para productos finales.