Evaluación del desempeño superficial de piezas de Ti6Al4V obtenidas por manufactura aditiva para artroplastia de cadera y determinación de predictores de satisfacción

El uso de aleaciones de titanio ha sido importante en aplicaciones aeroespaciales y en el campo médico, dado su buen balance de propiedades como la resistencia a la corrosión y propiedades mecánicas. La aleación Ti6Al4V tiene un uso importante en la fabricación de implantes biomédicos para sustitución ósea parcial o total, donde en los últimos años la obtención de este tipo de productos por manufactura aditiva ha logrado romper las barreras de fabricar implantes de geometrías complejas y personalizadas para los pacientes que requieren este tipo de productos. Adicional a esto, otro tipo de estrategias como modificar la superficie de la aleación fabricada por manufactura aditiva mediante deposición de recubrimientos de óxido, han permitido otorgarle a la aleación otras propiedades de bioactividad, mejor resistencia al desgaste y corrosión, estas dos últimas propiedades importantes para garantizar una mayor durabilidad del material a utilizar en la aplicación de implantes. A pesar de esto, existen otros retos o requerimientos que no se han abordado en este tipo de materiales a profundidad para un buen desempeño en aplicaciones de implantes como la artroplastia de cadera, tales como la diferencia en la microestructura del material que debido a las variaciones en la velocidad de enfriamiento durante el proceso de manufactura aditiva en diferentes direcciones del producto fabricado (anisotropía microestructural), característica superficial que puede afectar igualmente el desempeño superficial de la aleación, ya que finalmente es la superficie del implante la que interactuará con los tejidos del cuerpo humano para lograr una adecuada osteointegración, resistencia a la corrosión y al desgaste. Otro aspecto de no menor relevancia es la satisfacción del usuario final en el uso del implante fabricado, ya que estudios recientes han revelado que no solo se requiere que el implante cumpla los requisitos inherentes al material, sino que condiciones de calidad de vida del paciente implantado se deben también garantizar. Abordando estos aspectos del material y del producto como tal del implante, se buscará conciliarlos bajo un esquema integral conocido en el ámbito de diseño como la determinación de predictores de satisfacción, como una estrategia para guiar el diseño y fabricación de implantes hechos en aleaciones de Ti6Al4V. Para tal propósito, se realizará un proyecto de investigación que combinará un grupo interdisciplinario de investigadores en el campo de caracterización de propiedades de materiales junto con profesionales en el campo del diseño de producto. Dicho grupo de trabajo estará comprendido por investigadores de la facultad de ingeniería, la facultad de ciencias económicas y administrativas, así como personal de la facultad de diseño del ITM. Por parte de la Universidad de Antioquia se contará con el apoyo de dos investigadores del centro de innovación y desarrollo de materiales y un docente investigador de la facultad de diseño de la Universidad Pontificia Bolivariana. Cabe anotar que los principales frentes de trabajo del proyecto, material y producto estarán liderados por dos estudiantes de Doctorado que actualmente se encuentran desarrollando sus propuestas de tesis grado, una enfocada al desempeño del material para aplicaciones biomédicas de implantes y el otro se encuentra desarrollando su proyecto de investigación desde el enfoque de diseño de implantes personalizados. Finalizando este proyecto se realizará la divulgación de resultados a través de la publicación de un artículo tipo top, un producto de apropiación social del conocimiento y la formación de un estudiante por medio de una dirección de proyecto de grado.