Diseño e impresión 3D de órtesis para tratamiento de ligamento cruzado posterior/anterior como herramienta de aplicación en la industria 4.0
DOI:
https://doi.org/10.18041/1794-4953/avances.2.8547Palabras clave:
Automatización, impresión 3D, industria 4.0, medicina personalizada, ortesisResumen
Con la presente investigación se pretende elaborar una órtesis de rodilla para el tratamiento del ligamento cruzado anterior/ posterior. El origen de esta propuesta se da al identificar que esta es una de las lesiones más comunes y que para la recuperación se necesitan dispositivos ortopédicos que brinden seguridad y protección en aras de una evolución satisfactoria y rápida del paciente. Desde lo anterior puede vislumbrarse la finalidad de este proyecto: brindar oportunidades y aportar a la sociedad a partir de la automatización de los procesos de creación de dichos dispositivos, con la utilización de impresora 3D, que hace parte de la revolución 4.0 y 5,0 capaz de reproducir un objeto sólido tridimensional, en este caso la ortesis, mediante la adición de material, cuyo diseño se realiza en computadora. La impresión tridimensional permite crear la ortesis personalizada según las necesidades de cada paciente y reducir costos.
La metodología empleada, fue la metodología Design thinking (DT) estimada por los investigadores como la más adecuada para el desarrollo del proyecto, y se trabajó en colaboración del Centro de Ortopedia y Traumatología Unicentro ubicado en Bogotá Colombia liderado por el Doctor Néstor Chávez. Los aspectos importantes de esta metodología son empatizar, definir, idear, prototipar y evaluar con los cuales llevamos a cabo el trabajo de esta investigación.
En el desarrollo del prototipo e impresión de los modelos se trabajo con la ayuda de herramientas informáticas y tecnológicas como Free3D (plataforma online impulsada por la comunidad maker para publicar archivos tridimensionales.), las modelaciones, geometrías y análisis de los elementos se trabajaron en meshmixer e Inventor, y la realización de las impresiones 3D de las modelaciones tanto iniciales como finales con sus ajustes se realizan por medio de Z-suite.
Descargas
Referencias
[1] F. Suarez. "El Poder de la Revolución Industrial". Revista Empresarial & Laboral. https://revistaempresarial.com/tecnologia/el-poder-de-la-revolucion-industrial/
N. Davis. "What is the fourth industrial revolution?" World Economic Forum. https://www.weforum.org/agenda/2016/01/what-is-the-fourth-industrial-revolution
Organización mundial del comercio, "Informe sobre el comercio mundial 2017: Comercio, Tecnología y Empleo,", Organización mundial del comercio, Ginebra, 2017. [En línea]. Disponible: https://www.wto.org/spanish/res_s/booksp_s/world_trade_report17_s.pdf
J.-Y. Lee, J. An y C. K. Chua, "Fundamentals and applications of 3D printing for novel materials", Applied Materials Today, vol. 7, pp. 120–133, junio de 2017. [En línea]. Disponible: https://doi.org/10.1016/j.apmt.2017.02.004
Á. A. César-Júarez et al., "Use and application of 3D printing and bioimpression technology in medicine", Revista de la Facultad de Medicina, vol. 61, n.º 6, pp. 43–51, noviembre de 2018. [En línea]. Disponible: https://doi.org/10.22201/fm.24484865e.2018.61.6.07
J. Vaquero Martín, J. A. Calvo Haro y F. Forriol Campos, "Reconstrucción del ligamento cruzado anterior", Trauma Fund MAPFRE, vol. 19, n.º 1, pp. 22–38, 2008. [En línea]. Disponible: https://app.mapfre.com/fundacion/html/revistas/trauma/v19s1/pdf/02_03.pdf
V. Botero Flórez, J. Henao Giraldo y J. Martínez Cano. "Carta de la salud Enero 2021 #296". Fundación Valle del Lili | Excelencia en Salud. https://valledellili.org/wp-content/uploads/2021/01/CARTA_DE_LA_SALUD_ENERO2021-Ligamento-cruzado-anterior.pdf
J. A. Hermoso y J. C. M. García, Lesiones ligamentosas de la rodilla. Marge Medica Books, 2012.
E. S. Arch y S. J. Stanhope, "Orthotic Device Research", en Full Stride, New York, NY: Springer New York, 2017, pp. 99–116. [En línea]. Disponible: https://doi.org/10.1007/978-1-4939-7247-0_6
M. d. S. y. Cosumo, Guía descriptiva de ortoprótesis. Tomo II: Ortesis de miembro superior y miembro inferior. Ministerio de Sanidad, Consumo y Bienestar Social.
Bases conceptuales para la elaboración de un marco regulatorio en la fabricación de implantes ortopédicos, internos sobre medida, mediante impresión 3D, en Colombia. [En línea]. Disponible en: http://hdl.handle.net/20.500.12495/2083.
Bogotá D.C, Ministerio De La Protección Social. (2005, 26 de diciembre). Decreto Número 4725 De 2005, de 26 de diciembre, Por el cual se reglamenta el régimen de registros sanitarios, permiso de comercialización y vigilancia sanitaria de los dispositivos médicos para uso humano.
Bogotá D.C, Ministerio De La Proteccion Social. (2007, 2 de noviembre). Resolución 4002 de 2007, de 2 de noviembre, Por la cual se adopta el Manual de Requisitos de Capacidad de Almacenamiento y/o Acondicionamiento para Dispositivos Médicos n.º 46806.
Bogotá D.C, Ministerio De La Proteccion Social. (2010, 15 de abril). Resolución 00001319 de 2010, de 15 de abril, mediante la cual se adopta el manual de buenas prácticas de manufactura para la elaboración y adaptación de dispositivos médicos sobre medida de prótesis y ortesis ortopédica externa y se dictan otras disposiciones.
M. Solomonow y R. D’Ambrosia, "Método para mantener la estabilidad de la rodilla de un usuario que sufre daño de un ligamento de la rodilla", Patente EE.UU. 5628722, 13 de mayo de 1997
E. Albrecht y H.-G. Opahle, "Dispositivo para aplicar una fuerza de traslación dirigida ventral o dorsalmente en el área de la articulación de la rodilla", Patente EE.UU. 20060116616, 1 de junio de 2006.
A. Turrini y M. Ferrigolo, "). Rodillera funcional para soporte del ligamento cruzado posterior", Patente europea 2612624, 10 de julio de 2013.
F. E. Correal, C. M. Duarte Duarte y H. A. Villamizar Sarmiento, "Diseño de una ortesis para la rehabilitación de tobillo III con esguince tipo III por inversión.", Revista UIS Ingenierías., vol. 5, n.º 1, pp. 67–78, 2006.
H. Zhu, J. Doan, C. Stence, G. Lv, T. Elery y R. Gregg, "Design and validation of a torque dense, highly backdrivable powered knee-ankle orthosis", en 2017 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), Singapore, Singapore, 29 de mayo–3 de junio de 2017. IEEE, 2017. [En línea]. Disponible: https://doi.org/10.1109/icra.2017.7989063
H. Arias Flores, J. Jadán Guerrero y L. Gómez Luna, "Innovación educativa en el aula mediante Design Thinking y Game Thinking", HAMUT'AY, vol. 6, n.º 1, p. 82-95, abril de 2019. [En línea]. Disponible: https://doi.org/10.21503/hamu.v6i1.1576
M. Magro Gutierrez y S. Carrascal Domínguez, "El Design Thinking como recurso y metodología para la alfabetización visual y el aprendizaje en preescolares de escuelas multigrado de México / The Desing Thinking as a resource and methodology for visual liteteracy in preschool at Mexican multigrade...", Vivat Academia, n.º 146, p. 71-95, marzo de 2019. [En línea]. Disponible: https://doi.org/10.15178/va.2019.146.71-95
B. De-Miguel-Molina, M. De-Miguel-Molina, V. Santamarina-Campos y M. Segarra-Oña, "Aplicando Design Thinking en una asignatura de FADE", en IN-RED 2019: V Congreso de Innovación Educativa y Docencia en Red, 1–2 de agosto de 2019. Valencia: Editorial Universitat Politecnica de Valencia, 2019. [En línea]. Disponible: https://doi.org/10.4995/inred2019.2019.10527
J. Arnal, "The reliability of experimental science", Educar, vol. 14, p. 107, febrero de 1988. [En línea]. Disponible: https://doi.org/10.5565/rev/educar.539
A. Gonzáles y S. González, "Diseño de piezas de plástico para inyección", Temes de disseny, 2002, art. n.º 20.
D. Mulas González, "Estudio de comportamiento mecánico de piezas realizadas por tecnología FDM mediante la validación de modelos de simulación por elementos finitos", Trabajos Fin de Grado, Universidad de Valladolid. Escuela de Ingenierías Industriales, Valladolid, 2019.
P. Andrés-Cano, J. A. Calvo-Haro, F. Fillat-Gomà, I. Andrés-Cano y R. Perez-Mañanes, "Role of the orthopaedic surgeon in 3D printing: current applications and legal issues for a personalized medicine", Revista Española de Cirugía Ortopédica y Traumatología (English Edition), vol. 65, n.º 2, pp. 138–151, marzo de 2021. [En línea]. Disponible: https://doi.org/10.1016/j.recote.2021.01.001
R. Cano-Zarate, E. K. Hernández-Barajas, H. H. Hernández-Barajas, A. Meave-González y N. Espinola-Zavaleta, "Efectos de la impresión 3D en la planificación quirúrgica de las cardiopatías congénitas", Archivos de Cardiología de México, vol. 91, n.º 1, mayo de 2021. [En línea]. Disponible: https://doi.org/10.24875/acm.20000395
Descargas
Publicado
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2022 Avances Investigación en Ingeniería
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.
