Meltio contribuye a descubrir nuevas aplicaciones industriales y biomédicas del titanio

La tecnología de impresión 3D de metal por deposición directa de material aportada por Meltio abre el campo para poder fabricar implantes biomédicos personalizados. La multinacional tecnológica española participa en el proyecto de innovación Atila, liderado por investigadores de Aidimme y financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación del Gobierno de España. Este proyecto se basa en el estudio y desarrollo de un proceso de fabricación aditiva de deposición directa de metal por hilo mediante multiláser (DED_LB) para aplicación a implantes en Ti6Al4V-ELI.

El proyecto Atila está financiado por el Ministerio de Ciencia e innovación y la Agencia Estatal de Investigación para Proyectos en Líneas Estratégicas del Plan Estatal de Investigación Científico, Técnica y de Innovación 2021-2023, en el marco del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia. Está formado por un consorcio multidisciplinar liderado por Aidimme con la participación de la fundación de investigación del Hospital General Universitario de Valencia FIHGUV, el grupo de investigación de Aplicaciones del láser y fotónica de la Universidad de Salamanca ALF USAL y la empresa Meltio, el cual se ha reunido en Aidimme (Valencia, febrero 2023) y en Meltio (Jaén, octubre 2023).

Aidimme es un instituto tecnológico que, además, está registrada como Agrupación Empresarial Innovadora (AEI), siendo una asociación independiente, cuyo fin es contribuir a incrementar la competitividad de las empresas, fundamentalmente en el ámbito del diseño y desarrollo de producto, materiales innovadores, procesos avanzados y sostenibles de aprovisionamiento, fabricación, logística, distribución y servicios, tal y como se indica en sus Estatutos.

La capacidad de adaptación de la asociación en los últimos cuarenta años ha sido básica para el mantenimiento de su objetivo de incrementar la competitividad de las empresas. Con ellas, Aidimme ha ido modificando su modelo de negocio, desde un modelo más vertical orientado a sectores concretos a un modelo más abierto como la actual economía, donde se amplían y se redefinen los sectores objetivo, siendo estos: mueble, hábitat y edificación; metalmecánico y bienes de equipo; automoción y transporte; madera, metales y otros materiales; bienes de consumo, etc., sectores que están incluidos en el ámbito de los planes estratégicos regionales RIS3 (Estrategia de Especialización Inteligente en Investigación e Innovación).

Como ya es conocido el titanio presenta propiedades atractivas específicas en muchos campos de aplicación, incluido su uso para implantes biomédicos debido a su gran resistencia a la corrosión, excelentes propiedades mecánicas, biocompatibilidad y osteointegración. Las propiedades de las aleaciones de titanio dependen de su composición química y microestructura. Las aleaciones que cumplen con los requisitos para implantes son CP Ti y Ti-6Al-4V, concretamente Ti-6Al-4V_ELI con muy bajo contenido en oxígeno. 

En este proyecto se presentan varios retos, que se describen a continuación:

• Reto 1: Obtener piezas construidas con Ti6Al4V por DED_LB, con bajo porcentaje de oxígeno
• Reto 2: Cumplir con las prestaciones mecánicas mínimas exigidas según la norma establecida para implantes biomédicos
• Reto 3: Desarrollo de modelos y simulación del proceso
• Reto 4: Estudios de modificación superficial y osteointegración de piezas obtenidas con esta tecnología
• Reto 5: Obtener implantes anatómicos únicos y perfectamente adaptados a la geometría del paciente, mediante esta tecnología.

Este proyecto se divide en cuatro paquetes de trabajo técnicos:

• PT1. Estudio y desarrollo de un nuevo proceso de fabricación aditiva basado en un proceso multiláser para el procesamiento de materiales reactivos (DED_LB)
• PT2. Simulación numérica del proceso de fabricación aditiva por deposición metálica por hilo láser (DED_LB)
• PT3. Estudio y desarrollo de aplicaciones
• PT4. Estudios de biocompatibilidad de implantes impresos en 3D de ti64-ELI para trasladar a las clínicas.

Durante la anualidad 2023 en el proyecto Atila, Aidimme y Meltio han evaluado parámetros de proceso para la obtención de piezas de paredes gruesas (macizos) y de paredes delgadas obtenidas en el equipo M450 de Meltio, efectuándose la caracterización microestructural y evaluación química (%O₂) de dichas muestras, para conocer qué acciones se deben implementar como mejora en el prototipo a desarrollar en el proyecto Atila, para el alcance de los retos y objetivos específicos que se plantean. Se ha realizado también la solicitud de acreditaciones requeridas para ensayos citotoxicidad y de biocompatibilidad a realizar por parte de la FIHGUV, así como estudios iniciales de parámetros necesarios para el desarrollo y creación del modelo que simule el proceso por parte de USAL.

Aidimme como parte del proyecto Atila ha estado presente en la I Jornada de Innovación en Salud UCIE_FIGUV organizada por la Fundación de Investigación del Hospital General Universitario de Valencia. Durante esta jornada se reunieron personal sanitario, investigadores y profesionales relacionados con ayudas a la investigación, entre ellos Carmen Escobedo (gerente de la fundación FIHGUV), Silvia Sánchez (jefa de unidad de Innovación de la Agencia Valenciana de la Innovación AVI), Mariola Penades (DG de investigación e innovación de la Conselleria de Sanidad), entre otros, presentando en sus ponencias información muy valiosa de las unidades de investigación que representan.

Al finalizar la jornada Jenny Zambrano, Luis Portolés y Luis Marín, de Aidimme, realizaron una visita guiada por las instalaciones de la fundación (FIHGUV), donde pudieron observar los equipos con los que cuentan para sus proyectos de fabricación aditiva, salas blancas, zonas de limpieza y las salas de esterilización de implantes, todo relacionado con el proyecto Atila del cual forman parte ambas entidades junto a USAL y a Meltio.