Caracterización Mecánica y Análisis de Viabilidad de Materiales PolyJet(tm) en Aplicaciones que Imitan Tejidos
Autores: Soni, Yash; Rothweiler, Paul; Erdman, Arthur G.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Caracterización Mecánica y Análisis de Viabilidad de Materiales PolyJet(tm) en Aplicaciones que Imitan Tejidos
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Polyjet
Impresión 3D
Materiales
Tejido
Propiedades mecánicas
Tejidos biológicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
La impresión 3D PolyJet(tm) es una tecnología de fabricación aditiva (AM) de Stratasys. Se ha utilizado para aplicaciones como la simulación de tejidos, la impresión de modelos anatómicos y la planificación quirúrgica. Los materiales disponibles de Stratasys tienen la capacidad inherente de producir una serie de materiales PolyJet(tm) con una variedad de propiedades físicas que pueden ser utilizadas para representar el comportamiento realista de los tejidos de manera mecánica. Los materiales preestablecidos disponibles en el software de impresión PolyJet(tm) versión 1.92.17.44384 GrabCAD Print permiten al usuario fabricar materiales similares al tejido biológico, pero las combinaciones de posibilidades son limitadas y pueden no representar el amplio espectro de todos los tipos de tejidos. El propósito de este estudio fue determinar la combinación de materiales PolyJet(tm) que imitara mecánicamente un tejido biológico particular con mayor precisión. Se utilizó una metodología detallada de Diseño de Experimentos (DOE) para determinar la combinación de mezclas de materiales y parámetros de impresión y para analizar sus propiedades mecánicas que mejor coincidían con las propiedades de los tejidos biológicos disponibles en la literatura de aproximadamente 50 tipos diferentes de tejidos. Se realizaron pruebas de tracción uniaxial de acuerdo con la norma ASTM D638-14 de muestras impresas con la impresora de anatomía digital Stratasys J850 para sus propiedades de tensión-deformación determinadas. Los valores obtenidos fueron posteriormente validados al compararlos con las propiedades mecánicas correspondientes de los tejidos biológicos disponibles en la literatura. El modelo resultante, desarrollado utilizando el enfoque DOE, produjo con éxito análogos de tejido artificial que abarcan una amplia gama de características mecánicas, desde tejidos resistentes y portadores de carga hasta tejidos suaves y conformables. La validación confirmó la efectividad del modelo en replicar el diverso comportamiento mecánico de varios tejidos humanos. En general, este documento proporciona una metodología detallada de cómo se eligieron los materiales y configuraciones en el software GrabCAD Print y Digital Anatomy Creator (DAC) para lograr un material de tejido artificial preciso.
Descripción
La impresión 3D PolyJet(tm) es una tecnología de fabricación aditiva (AM) de Stratasys. Se ha utilizado para aplicaciones como la simulación de tejidos, la impresión de modelos anatómicos y la planificación quirúrgica. Los materiales disponibles de Stratasys tienen la capacidad inherente de producir una serie de materiales PolyJet(tm) con una variedad de propiedades físicas que pueden ser utilizadas para representar el comportamiento realista de los tejidos de manera mecánica. Los materiales preestablecidos disponibles en el software de impresión PolyJet(tm) versión 1.92.17.44384 GrabCAD Print permiten al usuario fabricar materiales similares al tejido biológico, pero las combinaciones de posibilidades son limitadas y pueden no representar el amplio espectro de todos los tipos de tejidos. El propósito de este estudio fue determinar la combinación de materiales PolyJet(tm) que imitara mecánicamente un tejido biológico particular con mayor precisión. Se utilizó una metodología detallada de Diseño de Experimentos (DOE) para determinar la combinación de mezclas de materiales y parámetros de impresión y para analizar sus propiedades mecánicas que mejor coincidían con las propiedades de los tejidos biológicos disponibles en la literatura de aproximadamente 50 tipos diferentes de tejidos. Se realizaron pruebas de tracción uniaxial de acuerdo con la norma ASTM D638-14 de muestras impresas con la impresora de anatomía digital Stratasys J850 para sus propiedades de tensión-deformación determinadas. Los valores obtenidos fueron posteriormente validados al compararlos con las propiedades mecánicas correspondientes de los tejidos biológicos disponibles en la literatura. El modelo resultante, desarrollado utilizando el enfoque DOE, produjo con éxito análogos de tejido artificial que abarcan una amplia gama de características mecánicas, desde tejidos resistentes y portadores de carga hasta tejidos suaves y conformables. La validación confirmó la efectividad del modelo en replicar el diverso comportamiento mecánico de varios tejidos humanos. En general, este documento proporciona una metodología detallada de cómo se eligieron los materiales y configuraciones en el software GrabCAD Print y Digital Anatomy Creator (DAC) para lograr un material de tejido artificial preciso.