Los mejores materiales para sus prototipos médicos

La creación de prototipos es una parte importante del desarrollo y la comercialización de dispositivos médicos. La mayoría de los productos médicos deben cumplir estrictos requisitos de seguridad, por lo que es importante iterar una variedad de prototipos para I+D y pruebas a fin de crear una pieza de uso final segura y funcional.

Diferentes prototipos médicos requieren diferentes materiales. La elección entre ciertos metales y plásticos puede depender del uso final de la pieza:¿es un implante, un instrumento, parte de una máquina u otra cosa? — y en la etapa de creación de prototipos:es posible que los prototipos en etapa inicial no necesiten construirse con materiales médicamente seguros, pero los prototipos que funcionan generalmente sí.

Aunque los prototipos médicos son muchos y variados, este artículo intenta discutir las mejores opciones de materiales a su disposición, desde silicona hasta titanio. Tenga en cuenta que el artículo enumera materiales comunes pero no es exhaustivo.

¿Qué es la biocompatibilidad?

Las empresas de dispositivos médicos a menudo fabrican productos que entrarán en contacto directo con el cuerpo humano. Para la seguridad de los pacientes, estos productos deben estar certificados como biocompatibles, lo que significa que no dañarán el cuerpo humano de ninguna manera cuando se produzca el contacto.

Algunos metales y plásticos son biocompatibles, mientras que otros exhiben ciertas características (toxicidad, degradación, etc.) que los hacen inseguros para la interacción corporal.

La Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA) dice lo siguiente sobre la biocompatibilidad:

Las empresas de dispositivos médicos evalúan la biocompatibilidad de un material probando cómo responde el cuerpo humano al material que planean usar en su dispositivo. Esta evaluación biológica de los dispositivos médicos se realiza para determinar si existe una posible respuesta biológica adversa como resultado del contacto de los materiales de los componentes del dispositivo con el cuerpo y si los riesgos asociados son aceptables.

Existen diferentes tipos de procedimientos de prueba para determinar la biocompatibilidad. Estos pueden implicar la administración de muestras del material (por vía oral, en la piel, implantado, etc.) a un sujeto de prueba animal.

Materiales para prototipos médicos mecanizados por CNC

El mecanizado CNC es una opción de fabricación útil para una variedad de prototipos médicos, tanto de metal como de plástico. Ofrece una variedad de posibilidades de materiales mucho mayor que otros procesos de fabricación. Los siguientes materiales son los preferidos por las empresas de dispositivos médicos, pero los materiales comunes como el aluminio también se pueden usar para prototipos en etapas iniciales.

PC, PEEK, PEI, PPSU, Acetal

Varios plásticos biocompatibles son adecuados para el mecanizado CNC. Los materiales como PEEK, PEI y PPSU tienen buena resistencia a la temperatura y a la fluencia y, por lo tanto, son fáciles de esterilizar, lo cual es vital para los prototipos de, p. instrumentos quirúrgicos. Ciertos policarbonatos son ideales para piezas médicas transparentes como dispositivos de microfluidos, especialmente cuando se tratan con un tratamiento de superficie de pulido.

Titanio

El titanio es un metal mecanizable de primera calidad adecuado para muchas aplicaciones médicas. Aunque no siempre es factible hacer prototipos con titanio dado el alto costo del material, los prototipos de titanio son livianos y resistentes a la corrosión. El titanio se usa a menudo para implantes corporales mecanizados y otros dispositivos.

Acero inoxidable

Menos costosos que el titanio, los aceros inoxidables como el 316L son perfectos para prototipos médicos ya que se pueden esterilizar fácilmente. Este grado de acero inoxidable se usa regularmente para productos médicos como instrumentos quirúrgicos.

Materiales para prototipos médicos impresos en 3D

La impresión 3D se usa cada vez más en la industria médica, aunque los reguladores aún se están poniendo al día con la tecnología en ciertas áreas. Los materiales de impresión de grado médico (a continuación) se utilizan para prototipos de etapa final, pero otros materiales comunes como ABS y PLA se usan para prototipos médicos de etapa temprana donde no se requiere biocompatibilidad.

Nailon

El proceso de fabricación aditiva de sinterización selectiva por láser (SLS) es adecuado para fabricar piezas de nailon, incluidos los prototipos médicos. Es uno de los pocos plásticos imprimibles en 3D (otros incluyen PC-ISO y PPSF) que se pueden esterilizar, lo que lo hace adecuado para algunas aplicaciones de atención médica.

Titanio

Los implantes de titanio impresos en 3D son una de las aplicaciones más importantes y de vanguardia de la FA en la medicina. Las impresoras 3D de fusión selectiva por láser (SLM) pueden hacer implantes en formas complejas y livianas que fomentan el crecimiento óseo en el implante. La creación de prototipos de estos dispositivos en titanio es costosa pero rápida y proporciona una indicación confiable del producto final. Además de los implantes, la impresión 3D también es ideal para la creación de prótesis de titanio.

Materiales para prototipos médicos moldeados

El moldeo por inyección se usa ampliamente para la producción en masa de piezas médicas y puede ser beneficioso para crear prototipos de piezas médicas utilizando la misma técnica de fabricación. Aunque no es rentable crear prototipos de piezas IM en pequeñas cantidades, la IM puede ser necesaria para la creación de prototipos de piezas de silicona.

PC, PEEK, PEI, PPSU

Muchos de los plásticos de grado médico disponibles como extrusiones para mecanizado CNC también están disponibles en forma de gránulos para moldeo por inyección. Estos materiales son adecuados para la creación de prototipos de piezas de producción en masa en lugar de dispositivos e implantes específicos para pacientes.

Caucho de silicona líquida

De los tres procesos analizados aquí, el moldeo por inyección es la única técnica de producción viable para fabricar piezas médicas de caucho de silicona que sean adecuadas para el contacto con la piel humana. El material se usa a menudo en sobremoldeo, donde parte del dispositivo médico está hecho de un material rígido como PC y otra parte está hecha de silicona flexible.

Una alternativa más económica para los prototipos de silicona es la fundición al vacío, que podemos usar para crear piezas flexibles con un rendimiento similar al de las piezas moldeadas por inyección.

Prototipos médicos con 3ERP

3ERP tiene años de experiencia en la fabricación de prototipos de dispositivos médicos, desde maquinaria de monitoreo hasta instrumentos quirúrgicos, y podemos ayudarlo a completar su producto. Podemos ejecutar proyectos de mecanizado CNC, impresión 3D y moldeo por inyección, así como proyectos que requieren múltiples procesos.

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