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ADDBIO: Implantes paramétricos y
personalizados mediante sistemas
de planificación quirúrgica basada
en imagen médica y te...
Qué es el IBV
El Instituto de Biomecánica de Valencia (IBV) es un centro
tecnológico que estudia el comportamiento del cuerpo humano y
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La fabricación aditiva
Antecedentes
Cuidamos tu calidad de vida
Proceso de fabricación por adición de material
CAPA 183
CAPA 292
CAPA 415
CAPA 837
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Cuidamos tu calidad de vida
Comportamiento mecánico del material : P. Medifutur
Ensayo a compresión Ensayo a fatiga (compr...
Cuidamos tu calidad de vida
El IBV analizó la osteointegración de
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Proyecto ADDBIO
Objetivo
Cuidamos tu calidad de vida
Objetivo general del proyecto ADDBIO
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Cuidamos tu calidad de vida
• Desarrollo de una plataforma
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Proyecto ADDBIO
Resultados
Cuidamos tu calidad de vida
Plataforma telemática
Identificación de actores
• Usuario no registrado: Zona pública de la we...
Cuidamos tu calidad de vida
Demostrador Prótesis de Cadera I.
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Cuidamos tu calidad de vida
Evaluación biomecánicaProducto final
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Demostrador de Prótesis de Cadera II.
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Cuidamos tu calidad de vidaModelo de negocio basado en la personalización de prótesis
Demostrador Prótesis de Rodilla
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Definición de materiales a emplear
• Ti6Al4V ELI
• Estructura porosa P700
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Caja intersomática paramé...
Cuidamos tu calidad de vida
Demostrador de cadera.
Prótesis de cadera paramétrica para perros
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Cuidamos tu calidad de vida
Implantes dentales (BTI)
Fabricación por EBM
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Cuidamos tu calidad de vida
Prótesis de cadera a medida
Imagen médica (TAC)
Comprobación
biomecánica frente a
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Cuidamos tu calidad de vida
• Se parte de imagen médica en 3D (TAC)
• Se realiza una reconstrucción anatómica digital
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Cuidamos tu calidad de vida
Conclusiones
• Se está desarrollado una plataforma
integrada de uso clínico que incluye
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03_Taller SALUD: Carlos Atienza_IBV

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03_Taller SALUD: Carlos Atienza_IBV

  1. 1. ADDBIO: Implantes paramétricos y personalizados mediante sistemas de planificación quirúrgica basada en imagen médica y tecnologías de fabricación aditiva Carlos Atienza Vicente, Director Ámbito Tecnología Sanitaria. IBV. carlos.atienza@ibv.upv.es
  2. 2. Qué es el IBV
  3. 3. El Instituto de Biomecánica de Valencia (IBV) es un centro tecnológico que estudia el comportamiento del cuerpo humano y su relación con los productos, entornos y servicios que utilizan las personas. Fundado en 1976, el instituto es un centro concertado entre el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE) y la Universitat Politècnica de València (UPV). El IBV combina conocimientos provenientes de la biomecánica y la ergonomía o la ingeniería emocional y los aplica a muy diversos ámbitos con el objetivo de mejorar la competitividad del tejido empresarial a través del bienestar de las personas.
  4. 4. La fabricación aditiva Antecedentes
  5. 5. Cuidamos tu calidad de vida Proceso de fabricación por adición de material CAPA 183 CAPA 292 CAPA 415 CAPA 837 MODELO PIEZA STL SECCIÓN EN CAPAS FABRICACIÓN PIEZA FABRICADA La fabricación aditiva I
  6. 6. Cuidamos tu calidad de vida Comportamiento mecánico del material : P. Medifutur Ensayo a compresión Ensayo a fatiga (compresión) Las condiciones de ensayo han sido las siguientes: 1. Ensayo: por control de fuerza a compresión 2. Cargas cíclicas mediante un haversine (seno rectificado). 3. Carga máxima: 3820 N, 3438 N de Amplitud y 382 N de Precarga. 4. Frecuencia de aplicación de la carga: 10 Hz.  La condición de fin de ensayo 5.000.000 de ciclos o fracaso de la estructura. RESULTADO: Alcanzados 5.000.000 sin fracaso. Área (mm2) Tensión fracaso (MPa) Módulo Elástico (MPa) Estructura 1 166,0 159,2 2615,0 Estructura 2 139,4 183,5 2927,4 Estructura 3 114,9 230,2 3287,6 La fabricación aditiva II Fabricado por AIMME
  7. 7. Cuidamos tu calidad de vida El IBV analizó la osteointegración de nuevos biomateriales y recubrimientos superficiales. Para ello realizada: - Ensayos de extracción en hueso. - Análisis histológico. - Análisis densitométrico con micro TAC. Implante poroso (superficie) Implante poroso (interior) Control 2Control 1 INCLUSIÓN, CORTE Y TINCIÓN Comportamiento in vivo del material: P. Medifutur La fabricación aditiva III
  8. 8. Proyecto ADDBIO Objetivo
  9. 9. Cuidamos tu calidad de vida Objetivo general del proyecto ADDBIO Integrar y automatizar el proceso completo de ayuda a la planificación y suministro de implantes personalizados fabricados mediante tecnologías de fabricación aditiva. PLATAFORMA TELEMÁTICA SOFTWARE ACTUALIZACIÓN DISEÑO A PARTIR DE IMG. MED. BASE DATOS DISEÑOS PARAMÉTRICOS Implantes / Instrumental ImagenMédica MÉDICOPACIENTE MATRIZ RESULTADOS MEF PLANIFICACIÓN AYUDA A LA DECISIÓN IMPLANTES PERSONALIZADOS VETERINARIA Fabricación
  10. 10. Cuidamos tu calidad de vida • Desarrollo de una plataforma integrada de uso clínico que incluya soporte a la cadena de suministro. • Obtención de la certificación del proceso de fabricación de implantes mediante tecnologías aditivas por parte de las autoridades sanitarias. • Generación de soluciones de diseño avanzadas de elevada funcionalidad para cada uno de los modelos incluidos en la librería que permitan aprovechar las ventajas proporcionadas por las tecnologías de fabricación aditiva. Cliente Subir Imágenes PACS Procesado por IBV Modelo 3D Visto bueno Cliente NO SÍ Generación Archivos fabricación Fabricación Aditiva AIMME Mecanizado/ Control Calidad Proveedor Final Pieza Fabricación (Parasolid) Macanizado (Parasolid) Introducir Datos Manual Procesado por IBV (XML) Modelo 3D Producto Final Flujograma ADDBIO WEB WEB PC IBV (Solidworks) Mac IBV (KDS Kanteron) (DICOM) (Parasolid) SolidWorks Objetivos técnicos específicos
  11. 11. Proyecto ADDBIO Resultados
  12. 12. Cuidamos tu calidad de vida Plataforma telemática Identificación de actores • Usuario no registrado: Zona pública de la web • Cliente: Este será el usuario tipo que podrá realizar pedidos, ya sea indicando el implante que necesita o mediante la herramienta de planificación (Médicos, veterinarios, centros hospitalarios, fabricantes o distribuidores) • Gestores de clientes: Son los actores que pueden dar de alta a clientes y asignarles los tipos de pedidos que pueden hacer (tipos de implantes). En principio, todos los socios del proyecto. • Productores: Se define como productor el usuario que tiene la capacidad de alterar el estado de un pedido. Generación de un modelo personalizado para fabricación (IBV) , fabricación aditiva (AIMME) o mecanizados (Surgival, BTI, AMES). Podrán crear o modificar los modelos de implantes estándar que puedan ser pedidos de forma directa, siempre y cuando sea validado por los demás productores que intervienen en su fabricación.
  13. 13. Cuidamos tu calidad de vida Demostrador Prótesis de Cadera I. Paramétrica Ti6Al4V EBM Diseño paramétrico  Evaluación MEF  Fabricación mediante EBM
  14. 14. Cuidamos tu calidad de vida Evaluación biomecánicaProducto final ISO 7206-4:2002 Demostrador de Prótesis de Cadera II. Paramétrica Fabricación mediante EBM  Evaluación mediante ensayos estáticos y de fatiga
  15. 15. Cuidamos tu calidad de vidaModelo de negocio basado en la personalización de prótesis Demostrador Prótesis de Rodilla Componentes femoral y tibial paramétricos Diseño paramétrico  Evaluación MEF  Fabricación mediante EBM Ti6Al4V ELI Co-Cr-Mo
  16. 16. Definición de materiales a emplear • Ti6Al4V ELI • Estructura porosa P700 Demostrador de columna Caja intersomática paramétrica Diseño paramétrico  Evaluación MEF  Fabricación mediante EBM  Evaluación
  17. 17. Cuidamos tu calidad de vida Demostrador de cadera. Prótesis de cadera paramétrica para perros Diseño para evitar la rotura periprostética en el fémur según estudio de Kim et al. (2012)  Cargas 135% del peso del animal  Angulo cérvico-diafisal γ =139º Diseño paramétrico  Evaluación MEF  Fabricación mediante EBM  Evaluación F F
  18. 18. Cuidamos tu calidad de vida Implantes dentales (BTI) Fabricación por EBM Diseño paramétrico  Evaluación MEF  Fabricación mediante EBM  Evaluación
  19. 19. Cuidamos tu calidad de vida Prótesis de cadera a medida Imagen médica (TAC) Comprobación biomecánica frente a matriz de resultados MEF Lanza orden de fabricación
  20. 20. Cuidamos tu calidad de vida • Se parte de imagen médica en 3D (TAC) • Se realiza una reconstrucción anatómica digital • Mediante programas CAD se crea un implante que se adapte a la reconstrucción anatómica y/o a la patología Placas para fracturas maxilares personalizadas
  21. 21. Cuidamos tu calidad de vida Conclusiones • Se está desarrollado una plataforma integrada de uso clínico que incluye soporte a la cadena de suministro. • Se está en proceso de obtención de la certificación del proceso de fabricación de implantes mediante tecnologías aditivas por parte de las autoridades sanitarias. • Se han generado soluciones de diseño avanzadas de elevada funcionalidad que aprovechan las ventajas proporcionadas por las tecnologías de fabricación aditiva.  Prótesis de cadera  Prótesis de rodilla  Caja intersomática  Implantes dentales  Placas maxilares  Prótesis de cadera para perros Instalaciones de AIMME
  22. 22. Cuidamos tu calidad de vida INSTITUTO DE BIOMECÁNICA DE VALENCIA Universitat Politècnica de València · Edificio 9C Camino de Vera s/n · E-46022 · Valencia (ESPAÑA) +34 96 387 91 60 · Fax +34 96 387 91 69 ibv@ibv.upv.es · www.ibv.org GRACIAS

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