Crean prótesis de bajo costo con impresión 3D

Crean prótesis de bajo costo con impresión 3D

Académicos y estudiantes del Tecnológico de Monterrey, campus Guadalajara, crearon una prótesis con materiales de bajo costo e impresión en 3D para media docena de personas con una amputación o malformación.

Marisol Maldonado, que nació sin la mano derecha debido a un problema congénito, recibió una prótesis realizada por Enable Tec, un proyecto del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey que beneficia a personas de escasos recursos en Jalisco.

La fabricación de las prótesis utiliza impresión aditiva o 3D y materiales como ácido poliláctico (PLA) y ninjaflex, mientras que el diseño se toma de modelos gratuitos o de open source que se manipulan de acuerdo con las necesidades de cada caso, explica Santiago De Colsa, uno de los líderes de Enable Tec.

La impresión 3D consiste en modelar un diseño en la computadora y elaborarlo mediante un aparato especial. Filamentos muy delgados de PLA y ninjaflex se introducen en esta impresora que calienta el material y lo inyecta a manera de capas hasta forma la figura tridimensional deseada.

Cada pieza es impresa de manera individual y se ensambla con las otras hasta formar la mano y una parte del brazo, elementos a los que se añaden ligas de plástico para simular los tendones y permitir el movimiento, explica el coordinador del proyecto.

La conjunción de tecnología y materiales innovadores abarata los costos y hace posible que los beneficiarios obtengan estos aparatos de manera gratuita o por una cuota mínima de recuperación.

El equipo conformado por seis académicos y estudiantes de diversas disciplinas puede realizar desde sustitutos para cualquier dedo de mano hasta prótesis para amputaciones por debajo de la línea del hombro, que ayudan a las personas a mover la extremidad y los dedos en conjunto.

Las piezas están diseñadas principalmente para darle uso a niños ya que permiten tomar un manubrio de bici, un vaso, una lata o funciones muy básicas. Aguantan meterlas al agua y el uso rudo, y en caso de que se rompan poderlas reemplazar fácilmente y por un costo muy económico, detalla De Colsa.

También están en proceso de diseño una mano llamada ‘Unlimited’ (ilimitada) para un hombre de 30 años con una amputación por debajo del codo, además de una prótesis de dedo para una chica que tuvo un accidente.

El equipo de Enable Tec buscará patrocinios y vínculos institucionales para reunir fondos y ayudar a más personas en los próximos meses. Los interesados pueden comunicarse con los responsables del proyecto mediante sus cuentas de redes sociales.

EFE

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Crean en 3D réplica robótica del brazo de niña de 10 años

Crean en 3D réplica robótica del brazo de niña de 10 años

El inventor de 21 años, Easton LaChappelle, mostró recientemente un brazo y una mano con dedos móviles y funcionales que remplazarán los ganchos que la niña Momo Sutton, de 10 años de edad, había usado desde que tenía 4 años.

LaChappelle invirtió seis años en investigar, hacer y probar manos robóticas, lo que lo llevó escanear e imprimir en 3D una réplica móvil del brazo izquierdo de Momo, con todo y uñas, para que la usara del lado derecho.

El brazo derecho de Momo termina justo debajo de su codo, donde los huesos están fusionados. Las diferencias congénitas y amputaciones son particularmente difíciles para los niños, ya que crecen muy rápido y tienen que cambiar de prótesis cada año o cada dos años.

LaChappelle realizó un escaneó en 3D del brazo izquierdo de Momo, con una sencilla cámara web de 100 dólares que podía conectarse a cualquier laptop, y después diseñó una réplica artificial que se imprimió en 3D con resina UV curable que pesa menos de una libra.

 

Cómo funciona

Sus dedos flexibles tienen articulaciones individuales y se debilitan si se golpean contra algo, al igual que pasa con los dedos de carne y hueso, pero son lo suficientemente fuertes para soportar 10 libras de presión para sostener objetos. El brazo se adhiere al muñón de Momo con soportes impresos en 3D que tienen forma de tirante con velcro para poder mantenerlo en su lugar.

Tres electrodos se extienden desde la parte superior para adherirse a los músculos del brazo superior de Momo. Eventualmente se desarrollará un circuito de retroalimentación, en el que su cerebro se dará cuenta que cuando flexione cierto músculo la mano se moverá de una forma que ella pueda ver y sentir, y después se volverá más natural. Si no tiene tiempo de adherirlo, o si tiene calor o está sudando, un pequeño botón en el brazo puede hacer las veces de músculo. Si se presiona una vez, el dedo índice se mueve hacia el pulgar; si se presiona de nuevo, todos los dedos se cierran hacia la palma de la mano.

El sistema sabe la fuerza que ejerce cuando está en contacto con un objeto, para que, por ejemplo, la mano no rompa la taza que sostiene.

Las prótesis más avanzadas pueden costar hasta 100 mil dólares por lo que los niños con frecuencia tienen que esperar a ser adultos para poder adquirir una. Esto significa que tienen que conformarse con modelos básicos que limitan sus movimientos, como un sistema de gancho y polea para un brazo y una mano, incluso cuando sus cerebros en crecimiento están listos para aprender nuevas actividades como nadar, andar en bicicleta, escribir y más.

Los padres de la niña dijeron a LaChappelle que ella usaba una prótesis en el brazo derecho desde el codo hasta la punta de los dedos, como una ‘garra humana’, similar a lo que un día vería en Momo, que sólo tenía un movimiento: abrir y cerrar. Fue la primera vez que conoció a alguien con prótesis y se sorprendió cuando los padres le dijeron cuánto costaba.

‘La prótesis costaba 80,000 dólares y yo por sólo 200 dólares hice un brazo mucho mejor en mi habitación’, recuerda LaChappelle.

Los esfuerzos de LaChappelle habían intrigado a un equipo en Microsoft, el cual lo invitó a las oficinas de la compañía en Redmond, Washington, para que conociera a un grupo de 20 creadores e ingenieros que pensaban como él en el Centro de Prototipos Avanzados. Ellos le ayudaron a acelerar su visión con el uso de impresión 3D y plataformas de código abierto.

Ahora, este proceso está disponible a través de su compañía, Unlimited Tomorrow, para dar a las personas con amputaciones una alternativa asequible y de alta tecnología a las prótesis tradicionales de alto costo.

En la actualidad, LaChappelle trabaja en software para convertir de forma automática escaneos de extremidades en diseños robóticos que sean de la medida correcta, con partes electrónicas y funciones en el lugar adecuado para que los dispositivos puedan imprimirse en 3D en cualquier lugar.

‘Quizá en lugar de una prótesis de mano, alguien podría usar un guante que ayude a su mano existente a moverse’, dijo LaChappelle. ‘Con el prototipo funcional que usa Momo, ya sólo es cuestión de automatizar el proceso para brindar acceso global,’ comentó.

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Open Source, punto de inflexión de la impresión 3D

Open Source, punto de inflexión de la impresión 3D

El diseño volumétrico en la reproducción tridimensional irrumpe en sectores más allá de la industria, para extenderse en la fabricación de objetos, de toda índole, incluso órganos humanos, para replicarlos con exactitud.

El open source o código abierto, está siendo un propulsor de gran relevancia que, con su alcance comunitario, convoca al talento como el nutriente fundamental para el desarrollo tecnológico y el abatimiento de costos en el diseño en 3D.

En febrero de 2004 apareció RepRap (o Replicating Rapid Prototype), que Adrian Bowyer, de la Universidad Británica de Bath pensó para inventar una impresora de bajo costo que no sólo pudiera replicarse, es decir, imprimir sus propias piezas o construir una copia en caso de avería, sino que también tuviera el libre acceso que ofrece Open Source.

Esto quiere decir que todo el mundo tuviera acceso a sus diagramas de construcción, alterarlos y ajustar los de tal manera que cualquiera pudiera construir retos desde cero, incluso superando sus errores.

Este fenómeno también revolucionó el concepto de Open Source, reservado hasta entonces para compartir códigos de software, permitiendo que miles de creadores organizados en todo el mundo crearan impresoras 3D baratas de forma paralela a la industria, obligando a ésta a rebajar sus precios.

Tan solo en España, el Global 3D Printing Report 2016 de este país, indica que entre 2011 y 2015 la industria de la impresión 3D creció 28% en promedio anual  y pronostica que su valor de mercado llegará a 12,100 millones de dólares en 2020. Más aún, el informe Wholers 2017 señala que los ingresos globales del industria de fabricación aditiva en el año 2016 ascendieron hasta los 6,063 billones de dólares.

La industria de fabricación aditiva (por capas) es un fenómeno disruptivo en la sociedad, con un efecto expansivo.

Salvador Pérez Crespo Experto Tecnológico Senior de Telefónica señala: ‘Estará en nuestro día a día casi sin que nos demos cuenta’.

Por su parte, Héctor Serrano diseñador industrial y comisario de la exposición ‘3D Imprimir el Mundo’, señala que ‘es un industria valorada en miles de millones de euros que poco a poco se integra en la sociedad. Ya se utiliza en la construcción de drones, o en los prototipos de la industria del automóvil, lo que se necesita es personal formado que pueda trabajar en  esta tecnología’.

Con información de El País

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Logran imprimir huesos y cartílagos en 3D

Logran imprimir huesos y cartílagos en 3D

Ingenieros y científicos de la Universidad Complutense de Madrid y CSIC han logrado imprimir cuadrículas de policaprolactona (PCL) en 3D, en las  que se depositan las células extraídas del paciente mediante una aguja añadida al extrusor de la impresora.

Las células se reproducen, invaden el PCL y lo sustituyen por un material natural de hueso o cartílago.

Para el proyecto se utilizan los modelos de impresoras 3D Hephestos 2 y Witbox 2, donadas por la compañía española BQ, que además les dio asesoría técnica durante el proceso, como se explica en un comunicado.

Los investigadores analizan dos vías para implantar el tejido en el paciente. Una es introducir la cuadrícula con las células en la parte rota del hueso o cartílago para que se regeneren dentro del cuerpo. La segunda es crear un ecosistema en el laboratorio para que las células reconstruyan el tejido humano que se implantaría después al enfermo.

Las posibilidades de rechazo de estos implantes es mucho menor a las de prótesis metálicas, están creados con las células del paciente y a su medida. En opinión de Nieves Cubo, impulsora del proyecto, ‘no hablamos de reemplazar, sino de regenerar. Buscamos cambiar las prótesis artificiales por algo que se integre en el cuerpo‘.

Este avance también será aplicable a la regeneración de los tejidos de personas con enfermedades óseas, como la osteoporosis.

Nieves Cubo asegura que usar en el laboratorio algo que se comporta exactamente igual que el cuerpo humano, reduce costos, ahorra sufrimiento y asegura resultados.

Con información de El Economista.es

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La impresión 3D ahora puede realizarse en vidrio

La impresión 3D ahora puede realizarse en vidrio

‘La impresión en vidrio tiene inconvenientes que dificultan la fabricación de objetos con tecnología como la impresión 3D‘, comentan los investigadores alemanes, que han desarrollado un nanocompuesto de fundición que permite la impresión en tercera dimensión de ‘vidrio de alta calidad, no poroso y transparente’.

Se ha empleado una impresora 3D estereolitográfica, un método de fabricación que utiliza la luz ultravioleta para solidificar el compuesto con una precisión (o resolución) de pocas decenas de micras, dependiendo de la impresora empleada.

La cerámica y el vidrio son difíciles de imprimir en 3D debido a las altas temperaturas de más de 1,000 grados, que son necesarias para que se conviertan en estado líquido, lo que permite su uso en una impresora. Normalmente el plástico PVC y las resinas empleadas en impresión 3D se calientan entre 80 y 150 grados.

El nanocompuesto desarrollado por los investigadores permite ahora la impresión 3D, empleando nanopartículas de sílice vidrio en polvo, suspendido en un líquido que es similar a la resina líquida usada habitualmente en estas impresoras. De esta manera, el proceso de impresión no varía: un haz de luz ultravioleta solidifica el líquido capa por capa, resultando en una figura tridimensional sólida. Una vez impresa se calienta la figura en un horno para eliminar el material sobrante (la resina) y convertir las nanopartículas de sílice en vidrio.

Incluso, ‘añadiendo sales metálicas se puede obtener vidrio de diferentes colores. Este método amplia la posibilidad de los materiales empleados en la impresión 3D, permitiendo la creación de macro y micro estructuras complejas en vidrio, con numerosas aplicaciones tanto en la industria como en el mundo académico y artístico’, explican los investigadores, que añaden que la resistencia térmica de la estructura resultante del proceso llega hasta los 1,700 grados.

Con información de El País

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Impresión 3D da nueva boca y nariz a paciente china

Impresión 3D da nueva boca y nariz a paciente china

Una mujer china de 27 años que ha vivido toda la vida sin nariz ni boca los recuperará gracias a una serie de cirugías que utilizarán tecnología de impresión 3D para reconstruir su rostro.

Jin Qi perdió la nariz y el labio superior cuando tenía un año por una infección que causó que su propio sistema autoinmune atacara sus tejidos y órganos, según el diario South China Morning Post.

El pasado lunes la joven se sometió a la primera de cuatro cirugías de reconstrucción facial en un hospital de Shanghái, China, en un tratamiento donde también se cultivarán tejidos para la nariz y el labio superior en el pecho.

La primera cirugía duró más de 10 horas e implicó la remodelación inicial de sus rasgos faciales perdidos. El tratamiento completo requerirá al menos seis meses.

La operación pudo realizarse gracias al apoyo económico que la joven logró a través de internet ya que su familia no tenía acceso a recursos médicos adecuados en el remoto pueblo donde nació, en la provincia de Hubei.

Jin publicó su historia en redes sociales y los usuarios se unieron para financiar algunos de los costos médicos.

Pese a vivir casi toda su vida con los órganos faciales desaparecidos, Jin se graduó de la universidad y hoy espera que esta cirugía le cambie la vida.

‘Si esta cirugía tiene éxito, tendré mas seguridad en mi misma cuando esté delante de otras personas’, dijo antes de entrar al quirófano.

En China ha habido 42 trasplantes faciales exitosos de este tipo hasta la fecha, en los que no se necesita donante.

No obstante, los médicos explicaron que el proceso de reconstrucción facial es difícil ya que no sólo deben hacer crecer nuevos tejidos para el rostro del paciente, sino también asegurarse de que los nuevos órganos faciales no afectan a la capacidad de comer, hablar y respirar.

EFE

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Adidas lanza tenis impresos en 3D fabricados por robots

Adidas lanza tenis impresos en 3D fabricados por robots

Futurecraft 4D son los primeros zapatos tenis de Adidas fabricados por robots con una nueva tecnología que permite que la impresión del calzado se pueda realizar en una escala mayor.

A diferencia de la habitual impresión 3D, el nuevo sistema llamado Digital Light Synthesis, es un proceso innovador desarrollado por la compañía Carbon que utiliza la proyección de luz digital sobre un líquido.

Con esto, componentes ópticos permean las partículas de oxígeno y las resinas líquidas programables pueden generar productos de polímeros duraderos de alto rendimiento.

Para lograrlo, ha sido necesario desarrollar el diseño conjunto entre Adidas y Carbon, recopilando datos durante más de 17 años, todo ‘con la ambición de crear un zapato más moderno para todos, lo que ha permitido formar zonas funcionales en un diseño de suela intermedia elaborado por Digital Light Synthesis’.

Esta nuevo diseño permite personalizar el producto, ya que se adapta a las necesidades de cada atleta en cuanto al movimiento, amortiguación, estabilidad y comodidad con un solo componente. ‘La plataforma de resina programable de Carbon ofrece un rendimiento incomparable con respecto a la durabilidad del material y la capacidad de respuesta elastomérica.

Por lo pronto, la producción de los Futurecraft 4D será limitada y en otoño se pondrán a la venta 5,000 pares desarrollados con esta tecnología.

Con información de El Economista.es

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Surge una nueva generación de robots flexibles

Surge una nueva generación de robots flexibles

Nuevos métodos y materiales están sustituyendo la fabricación de robots con acero o con alguna otra aleación de metal.

Los nuevos robots están siendo construidos con elastómetros, materiales flexibles y elásticos capaces de reptar, ondular y deslizarse en distintos entornos, incluso prescindiendo por completo de partes rígidas.

El diseño de estos robots están inspirados, en muchos casos, en la estructura y movilidad de animales como los pulpos, los calamares, los gusanos, e incluso, pueden imitar el vuelo de un murciélago empleando como alas membranas artificiales y flexibles.

Desde luego, como en el caso de los animales, los robots elásticos pueden sufrir daños con objetos cortantes o punzantes, sin embargo resisten bien las caídas y los golpes, además de que caben en espacios reducidos y pueden evitar obstáculos.

El hidrogel por ejemplo es un polímero de aspecto gomoso que está formado en su totalidad por agua, lo que le permite ser casi transparente y muy flexible. Ha servido para fabricar robots articulados, lo cual se ha demostrado por investigadores del MIT, inspirados por animales marinos como octópodos y medusas. El prototipo del MIT es capaz de capturar un pez en el agua sin provocarle daños debido a la textura suave y blanda de sus articulaciones artificiales.

Empleando impresión 3D, el robot se puede construir con hidrogel, con lo cual se diseñan estructuras complejas con canalizaciones huecas en su interior, lo cual permite inyectar agua a presión por los canales, dando a la estructura de hidrogel movimientos que son controlados desde una computadora.

El hidrogel tiene un valor particular en el caso de aplicaciones médicas, ya que es un material biocompatible al utilizarse como ‘manos artificiales, suaves y húmedas, aptas para manipular tejidos y masajear órganos humanos durante las intervenciones quirúrgicas’, explican los investigadores.

Otro mecanismo más son los aeroMorph, que se fabrican con fibra como papel o plástico y que se mueven o cambian de forma cuando se llenan de aire. Como en el caso del hidrogel, durante el proceso de fabricación de los aeroMorph se determinan cuáles serán las articulaciones dependiendo de la forma y función que se desea lograr mediante una serie de canalizaciones internas. Con la aplicación de líquido o de aire a presión, se ejerce la fuerza necesaria para que la estructura se mueva y cambie de forma. Además, los aeroMorph pueden realizar y automatizar tareas por sí mismos, como dar forma a un embalaje y empaquetar objetos u órganos.

Otra versión de la nueva generación de robots es la utilización de globos de helio y articulaciones neumáticas, que hacen funcionar un brazo artificial de 20 metros de largo, desarrollado por el laboratorio Suzumori Endo Lab, situado en Tokio. Este robot pesa 1.2 kilos y puede montar pequeños accesorios en el extremo, como sensores o cámaras de video que pueden emplearse en la inspección de estructuras, ductos e instalaciones, así como en tareas de búsqueda y rescate.

Recientemente, investigadores de la Ecole Polythechnic Fédéral, en Suiza, desarrollaron robots sencillos y pequeños (de entre 3 y 5 centímetros de longitud) fabricados con gelatina y que se pueden ingerir. Han sido concebidos para aplicarse en medicina, principalmente para realizar exploraciones intestinales o pequeñas intervenciones, llevar alimentos y liberar medicamentos en zonas muy concretas del tracto intestinal. Este pequeño robot tiene una enorme posibilidad de aplicaciones.

Los robots de gelatina, si bien se consideran robots, no tienen articulaciones sólidas ni dependen de la electrónica para desplazarse. Están rellenos de aire o de líquido y utilizan las reacciones químicas (internas o externas, con fluidos del cuerpo humano) para moverse individualmente o unirse una vez ingeridos para formar mecanismos más complejos, como unas pinzas.

Los robots funcionan también dentro del cuerpo humano, ya que se pueden ingerir baterías y electrónicas que se desechan sin riesgo. Asimismo, se puede producir electricidad a partir de la temperatura natural del cuerpo humano y de los ácidos del estómago, usando los jugos gástricos como electrolitos. Este tipo de robots digeribles están todavía en sus primeras fases de desarrollo, pero en el futuro llevarán a cabo tareas médicas más complejas y pequeñas operaciones desde el interior del cuerpo humano.

Con información de El País

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Alistan primera construcción impresa en 3D en Europa

Alistan primera construcción impresa en 3D en Europa

La primera construcción en Europa efectuada totalmente con una impresora 3D se realizará en el hotel de lujo De Slaapfabriek, situado en la ciudad de Teuge, Holanda.

La obra, de 90 m2, será una sala de reuniones ubicada dentro de este pequeño hotel. Se calcula que la construcción tendrá un costo de 375,000 euros, reducirá en un 40% la emisión de CO2 y en un 75% los de residuos generados.

Los trabajos están programados para comenzar en julio de 2017, y podrían completarse ‘en tan sólo diez días, según los responsables.

La impresión en 3D de materiales como el hormigón produce menos emisiones de carbono que cualquier otra modalidad tradicional, y de tener éxito, podría preparar el camino para un nuevo paradigma de impresión en 3D respetuoso con el medio ambiente, explica Arvid Prigge, uno de los propietarios.

EFE

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Crean drones que combaten contaminación y reciclan

Crean drones que combaten contaminación y reciclan

Un grupo de alumnos de ingeniería aeroespacial de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) creó el proyecto UrbanBees, un sistema contra la contaminación ambiental que emula el comportamiento de las abejas.

Los drones utilizados por el sistema atrapan la contaminación del aire y reciclan luego las partículas nocivas como material de impresión 3D.

La idea del proyecto es que opere de manera automática y sin presencia humana, pues los drones serían gestionados con tecnología inteligente y estarían dispuestos para salir a atrapar la contaminación cuando los niveles detectados por sensores superaran los umbrales fijados.

Los drones se organizarían por sí mismos en sus tareas y vuelos, tras los cuales regresarían a la base inteligente a recargar baterías y depositar el aire contaminado.

Posteriormente las partículas serían compactadas con algún método pendiente aún de definirse, pero cuyo proceso añadiría probablemente elementos externos no provenientes de la contaminación, según sus creadores.

Se utilizarían para el reciclado las partículas con metales PM10, en referencia al tamaño del diámetro de éstas medido en micrómetros, porque son las que permiten usarse como material para ese tipo de fabricación.

Los objetos metálicos que se obtendrían con esa tecnología en 3D, que basa su producción en la progresiva superposición de capas de material, sería de lo más variado, desde monturas de gafas, hasta sillas, llaves u otros.

EFE

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