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La impresión 3D mediante sonido directo podría crear implantes dentro del cuerpo

Publicado el junio 28, 2022 por Marta G.

Investigadores de la Universidad de Concordia han desarrollado una nueva plataforma tecnológica que utiliza ondas ultrasónicas para crear objetos complejos y precisos. Los investigadores lograron utilizar el sonido para solidificar un plástico líquido. En el futuro, esta impresión 3D de sonido directo podría permitir crear implantes directamente en el cuerpo.

En la impresión por sonido directo (DSP), las ondas sonoras de ultra alta frecuencia se concentran durante sólo una trillonésima de segundo en una mancha de resina líquida. Esta breve pero poderosa concentración hace que se forme una pequeña burbuja, que a su vez tiene suficiente energía para desencadenar una reacción química que solidifica la resina. La mayoría de los métodos de impresión 3D que se utilizan actualmente se basan en reacciones activadas por la luz o el calor, lo que permite manipular los polímeros con precisión. Por tanto, este nuevo método de impresión 3D podría ofrecer una tercera opción para crear nuevos objetos. El profesor Muthukumaran Packirisamy, autor correspondiente del informe de investigación, comentó:

«Las frecuencias de los ultrasonidos ya se utilizan en procedimientos destructivos como la ablación con láser. Queríamos utilizarlos para crear algo».

¿Qué es la impresión 3D de sonido directo?

La impresión 3D con sonido se basa en las reacciones químicas creadas por las fluctuaciones de presión en diminutas burbujas suspendidas en una solución de polímero líquido. Los investigadores descubrieron que utilizando un tipo específico de ultrasonido a una frecuencia y potencia concretas, podían crear regiones químicamente reactivas muy localizadas y concentradas. Las reacciones provocadas por las oscilaciones inducidas por las ondas ultrasónicas en las microvesículas son intensas, aunque sólo duran unos pocos picosegundos. Las temperaturas aquí alcanzan una presión de unas 1.000 veces la presión atmosférica a nivel del mar y unos 15.000 grados Celsius. El tiempo de reacción es tan corto que el material circundante no se ve afectado por las altas temperaturas.

Los investigadores de la Universidad de Concordia experimentaron con un polímero llamado polidimetilsiloxano (PDMS), que ya se utiliza en la fabricación aditiva. Mediante un transductor, generaron un campo ultrasónico que penetra en el cuerpo para solidificar selectivamente la resina líquida, depositándola en una forma de placa u otro objeto previamente solidificado. El transductor se mueve a lo largo de una trayectoria predeterminada, creando el objeto deseado píxel a píxel. La impresión directa de sonido en 3D podría abrir nuevas posibilidades antes inimaginadas en la fabricación aditiva. El sonido puede penetrar en cuerpos o dispositivos sólidos, lo que ofrece la posibilidad de fabricar implantes directamente en el interior del cuerpo, en lugar de insertar quirúrgicamente implantes fabricados externamente. Por ejemplo, el investigador Mohsen Habib afirma que el método DSP introduce la posibilidad de imprimir de forma no invasiva en el interior del cuerpo.

Representación gráfica del proceso (crédits imagen: Nature Communications)

Aplicaciones versátiles

La versatilidad de este proceso de impresión 3D podría beneficiar a industrias que dependen de equipos muy específicos y sensibles. Por ejemplo, el DSP podría utilizarse en la ingeniería y la reparación aeroespacial, ya que las ondas ultrasónicas penetran en superficies opacas como los cascos metálicos. De este modo, el personal de mantenimiento podría revisar las partes más profundas del fuselaje de la aeronave a las que es difícil acceder por otros medios. La tecnología DSP también podría tener aplicaciones médicas y utilizarse para imprimir implantes y similares en el interior del cuerpo de personas y animales. Echa un vistazo al siguiente vídeo para saber más sobre el tema o descarga el artículo de Nature Communications AQUÍ.

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