El tratamiento con plasma durante la impresión 3D mejora la aceptación de los implantes

Funcionalización de superficies mediante una fuente de plasma integrada en la fabricación aditiva. © Fraunhofer IST, Falko Oldenburg / Funcionalización de superficies a través de una fuente de plasma integrada en la fabricación aditiva. © Fraunhofer IST, Falko Oldenburg

Tratamiento con plasma de un componente impreso en 3D. © Fraunhofer IST, Paul Kurze / Plasma treatment of a 3D printed component. © Fraunhofer IST, Paul Kurze

Articulaciones de cadera artificial, válvulas cardíacas a medida o vasos sanguíneos ajustados a medida – Implantes, principalmente basados en llamados andamios, es decir, estructuras de armazón impresas en 3D, desempeñan un papel cada vez más importante en la medicina regenerativa y personalizada. Es importante que los andamios sean bien aceptados por las células del cuerpo y que no se produzcan reacciones de rechazo. Un pretratamiento con plasma puede crear las condiciones necesarias para ello. En el Centro de Excelencia en Tecnología Médica y Farmacéutica, investigadores del Instituto Fraunhofer para Tecnología de Capas y Superficies IST lograron integrar una fuente de plasma en una impresora 3D, de modo que la superficie pueda ser modificada. El objetivo es tratar los andamios con plasma durante el proceso de impresión para generar las propiedades deseadas.

Mediante un tratamiento con plasma, la superficie de los implantes impresos o de los filamentos individuales puede ser modificada. Se forman grupos que contienen oxígeno, los cuales mejoran la humectabilidad del andamio y facilitan así la distribución de las células dentro y sobre el andamio. Si a la plasma se le añade un llamado formador de capas, también se pueden generar en las estructuras de armazón grupos funcionales adicionales, que pueden formar enlaces químicos o interacciones electrostáticas con células completas o biomoléculas. De esta manera, por ejemplo, se puede mejorar la adhesión celular o se pueden unir proteínas, como anticuerpos, a las superficies. La tecnología descrita no solo es de interés para la implantología, sino también en la fabricación de medicamentos impresos en 3D, cuando, por ejemplo, se desea ajustar la adherencia entre diferentes materiales.

Actualmente, se utiliza una fuente puntual para el tratamiento con plasma, con la que se modifican estructuras impresas en una superficie relativamente pequeña con alta resolución. Lo especial de esto es que la fuente en sí misma es lo suficientemente pequeña como para integrarla en una impresora 3D convencional con una altura de construcción baja. De este modo, el tratamiento puede estar directamente vinculado al proceso de impresión y realizarse sin modificaciones adicionales después de la impresión de una capa. El objetivo a largo plazo es el uso de una fuente en anillo, que se montará alrededor de la cabeza de impresión y permitirá modificar la superficie de manera inmediata durante el proceso de impresión.

Información de fondo sobre el Centro de Excelencia en Tecnología Médica y Farmacéutica de Fraunhofer

El objetivo del Centro de Excelencia en Tecnología Médica y Farmacéutica es convertir rápidamente en práctica las ideas, actuando como un guía de innovación, siempre con un enfoque especial en la seguridad de los usuarios. Para ello, los institutos Fraunhofer ITEM e IST, junto con la institución Fraunhofer IMTE, combinan su experiencia y desarrollan en estrecha colaboración con universidades y organizaciones tecnología médica innovadora. Como red de expertos interdisciplinarios, el centro de excelencia ofrece conceptos de formación y conocimientos transversales, creando condiciones ideales para acelerar el desarrollo científico desde la medicina y la tecnología farmacéutica hacia su aplicación para el paciente. La oferta incluye servicios de asesoramiento y desarrollo en neurotecnología, tecnología de inhalación y procesos farmacéuticos en áreas como imagenología, fabricación aditiva, formulación de medicamentos y tecnología de aerosoles.