Trenzas de nitinol impresas en 3D para implantes cardiovasculares personalizados

Las limitaciones de las mallas metálicas convencionales

Los dispositivos transcatéter mínimamente invasivos requieren implantes que puedan comprimirse en catéteres estrechos, desplazarse por los vasos sanguíneos y recuperar por completo su forma original tras el despliegue. La fabricación aditiva convencional de implantes metálicos se basa en redes de malla rígidas que dependen de la flexión de sus puntales, según MedicalXpress. Estas geometrías estándar se vuelven excesivamente rígidas al comprimirse y afrontan un riesgo sustancial de fractura estructural con deformaciones cercanas al 25%, además de ejercer fuerzas elevadas hacia el exterior sobre las paredes arteriales que aumentan los riesgos clínicos. El coautor Dr. Carlos Aguilar Vega señaló que las técnicas de fabricación tradicionales imponen limitaciones geométricas que impiden una verdadera personalización mecánica.

«Las estructuras de malla fabricadas con técnicas convencionales de fabricación aditiva no son capaces de alcanzar el alto grado de deformación reversible que requieren las aplicaciones transcatéter».

— Dr. Carlos Aguilar Vega, Instituto IMDEA Materiales

Arquitectura de nitinol trenzado y acabado químico

Para resolver el problema de la rigidez, los investigadores, en colaboración con el Massachusetts Institute of Technology y la University of Galway, desarrollaron arquitecturas trenzadas entrelazadas fabricadas con nitinol, una aleación con memoria de forma. En lugar de flexionar puntales rígidos, la estructura absorbe la deformación mediante el deslizamiento y la reorientación de filamentos entrelazados, imitando las mallas textiles, según detalla MedicalXpress. El equipo aplicó un postratamiento combinado de ataque químico y electropulido para lograr un acabado superficial de grado biomédico. Este tratamiento superficial redujo el grosor de las fibras un 47,7% y el área de la sección transversal un 71,1%, lo que permite que los dispositivos acabados soporten compresiones de diámetro de hasta el 50% conservando más del 90% de recuperación elástica.

Validación, protección por patente y horizontes neurovasculares

La estructura del dispositivo médico resultante generó una fuerza crónica hacia el exterior hasta cinco veces menor que las mallas convencionales, lo que reduce significativamente el riesgo de daño vascular y trombosis, según MedicalXpress. La técnica patentada, que recibió el James Dyson Award nacional, se validó mediante ciclos únicos de compresión-expansión en diversas geometrías, incluido un prototipo de armazón de válvula aórtica personalizado a partir de tomografías computarizadas de pacientes, un desviador de flujo cónico y un stent bifurcado fenestrado. Los siguientes pasos incluyen evaluaciones de biocompatibilidad in vitro y estudios en animales antes de los ensayos clínicos en humanos, mientras que la investigación futura se centra en la impresión 3D de altísima precisión para abordar los delicados vasos neurovasculares del cerebro.

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