Efecto del compuesto ácido poliláctico/policaprolactona y la geometría en stents biodegradables impresos 3D para el tratamiento de aterosclerosis
En la actualidad la implantación de stents convencionales para el tratamiento de la aterosclerosis plantea diversos desafíos en el ámbito médico, debido a los efectos adversos que pueden surgir tras la implantación. Esto ha impulsado la búsqueda de alternativas más seguras, como los stents biodegrad...
- Autores:
-
Barrientos Contreras, Ana María
Manjarres Campo, Shanny Esther
Serrano Jaimes, María Victoria
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2025
- Institución:
- Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
- Repositorio:
- Repositorio UNAB
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/28412
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/20.500.12749/28412
- Palabra clave:
- Biomedical engineering
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Medical electronics
Biological physics
Bioengineering
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Medicine
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Clinical engineering
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Bioprinting
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Polymers
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En la actualidad la implantación de stents convencionales para el tratamiento de la aterosclerosis plantea diversos desafíos en el ámbito médico, debido a los efectos adversos que pueden surgir tras la implantación. Esto ha impulsado la búsqueda de alternativas más seguras, como los stents biodegradables fabricados con polímeros reabsorbibles, en los que tanto el material como la geometría de las celdas desempeñan un papel importante. Este proyecto tiene como objetivo analizar el efecto de la relación de ácido poliláctico (PLA) y policaprolactona (PCL) en el comportamiento mecánico y el tiempo de degradación de stents impresos en 3D. Para ello, se diseñaron y fabricaron stents con diferentes concentraciones de estos materiales: PLA 100%, PLA 75% PCL 25%, PLA 50% PCL 50%, PLA 25% PCL 75%, y PCL 100%. Estos fueron fabricados teniendo en cuenta la geometría de celda Elixir, la cual fue la que presentó un desempeño destacable durante simulaciones de elementos finitos en comparación a otros diseños conocidos. Las propiedades mecánicas de los stents impresos 3D se analizaron a través de ensayos de tracción, mientras que el proceso de degradación se estudió mediante el cambio de masa y pH en condiciones controladas. |
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Escobar Jaramillo, Mateo31eabdd6-4590-4974-871d-59ac3ef11d25Solarte David, Víctor Alfonso54590e96-eda3-4b43-9ffa-14bd35ed7d08Barrientos Contreras, Ana Maríafaae02e2-d5e9-4125-9b26-6afece2e44f8Manjarres Campo, Shanny Esther3b56e7de-404e-4019-abd1-4d6ec79d6648Serrano Jaimes, María Victoria46ca0f5b-213a-499c-a4ee-43ff71012221Escobar Jaramillo, Mateo [0001468933]Solarte David, Víctor Alfonso [1329391]Escobar Jaramillo, Mateo [es&oi=ao]Solarte David, Víctor Alfonso [0000-0002-9856-1484]Escobar Jaramillo, Mateo [mateo-escobar-jaramillo]Solarte David, Víctor Alfonso [víctor-alfonso-solarte-david]ColombiaUNAB Campus Bucaramanga2025-02-20T16:41:36Z2025-02-20T16:41:36Z2025-01-23http://hdl.handle.net/20.500.12749/28412instname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABreponame:Repositorio Institucional UNABrepourl:https://repository.unab.edu.coEn la actualidad la implantación de stents convencionales para el tratamiento de la aterosclerosis plantea diversos desafíos en el ámbito médico, debido a los efectos adversos que pueden surgir tras la implantación. Esto ha impulsado la búsqueda de alternativas más seguras, como los stents biodegradables fabricados con polímeros reabsorbibles, en los que tanto el material como la geometría de las celdas desempeñan un papel importante. Este proyecto tiene como objetivo analizar el efecto de la relación de ácido poliláctico (PLA) y policaprolactona (PCL) en el comportamiento mecánico y el tiempo de degradación de stents impresos en 3D. Para ello, se diseñaron y fabricaron stents con diferentes concentraciones de estos materiales: PLA 100%, PLA 75% PCL 25%, PLA 50% PCL 50%, PLA 25% PCL 75%, y PCL 100%. Estos fueron fabricados teniendo en cuenta la geometría de celda Elixir, la cual fue la que presentó un desempeño destacable durante simulaciones de elementos finitos en comparación a otros diseños conocidos. Las propiedades mecánicas de los stents impresos 3D se analizaron a través de ensayos de tracción, mientras que el proceso de degradación se estudió mediante el cambio de masa y pH en condiciones controladas.CAPITULO I ........................................................................................................................17 Aspectos Generales...............................................................................................................17 Descripción del problema.......................................................................................................... 17 Justificación............................................................................................................................... 18 Pregunta problema..................................................................................................................... 19 Objetivos................................................................................................................................... 20 Objetivo General.................................................................................................................... 20 Objetivos Específicos............................................................................................................ 20 Limitaciones y delimitaciones................................................................................................... 20 CAPITULO II.......................................................................................................................22 Marco Teórico, Marco Legal y Estado del Arte....................................................................22 Marco Teórico ........................................................................................................................... 22 Generalidades del Sistema Cardiovascular............................................................................ 22 Stents ..................................................................................................................................... 25 Impresión 3D ......................................................................................................................... 26 Polímeros biodegradables...................................................................................................... 28 PLA y PCL en aplicaciones cardiovasculares ....................................................................... 29 Marco Legal .............................................................................................................................. 30 Normas Nacionales................................................................................................................ 31 Ley 23 de 1982................................................................................................................... 31 Resolución 8430 de 1993................................................................................................... 31 Decreto 4725 de 2005 ........................................................................................................ 31 Decreto 351 de 2014 .......................................................................................................... 32 Decreto 1036 de 2018 ........................................................................................................ 32 Normas Internacionales......................................................................................................... 32 Norma internacional ISO 10993-13................................................................................... 32 Norma internacional ISO 35001-19................................................................................... 32 Norma internacional ASTM D638-14 ............................................................................... 33 Norma internacional ASTM F2902-16 .............................................................................. 33 Norma internacional ASTM D2990-17 ............................................................................. 33 Estado del Arte .......................................................................................................................... 34 CAPITULO III......................................................................................................................36 Metodología ..........................................................................................................................36 Materiales.................................................................................................................................. 36 Métodos..................................................................................................................................... 36 Selección de geometría a replicar.......................................................................................... 36 Revisión de literatura ......................................................................................................... 36 Replicado de los diseños preseleccionados por medio de software CAD ......................... 37 Aplicación del análisis de elementos finitos en los diseños replicados............................. 39 Determinación de la geometría con el mejor comportamiento mecánico.......................... 40 Creación de pellets................................................................................................................. 41 Fabricación de pellets ........................................................................................................ 41 Caracterización dimensional de los pellets........................................................................ 42 Fabricación de mallas de stents............................................................................................. 42 Aplicación de pruebas mecánicas en los stents..................................................................... 43 Aplicación de pruebas de degradación en los stents.............................................................. 45 Análisis estadístico.................................................................................................................... 46 CAPITULO IV......................................................................................................................49 Resultados y Discusión.........................................................................................................49 Selección de geometría a replicar.......................................................................................... 49 Revisión de literatura ......................................................................................................... 49 Replicado de los diseños preseleccionados por medio de software CAD ......................... 49 Aplicación del análisis de elementos finitos en los diseños replicados............................. 51 Determinación de la geometría con el mejor comportamiento mecánico.......................... 59 Creación de pellets ................................................................................................................ 59 Fabricación de pellets ........................................................................................................ 59 Fabricación de stents.......................................................................................................... 62 Aplicación de pruebas mecánicas en los stents impresos...................................................... 64 Aplicación de ensayos de degradación en los stents impresos.............................................. 68 Ensayos de degradación mediante la evaluación del cambio de masa .............................. 68 Ensayos de degradación mediante la evaluación del cambio de pH.................................. 71 Análisis estadístico ................................................................................................................ 73 Análisis Descriptivo........................................................................................................... 73 Análisis ANOVA................................................................................................................ 77 CAPITULO V.......................................................................................................................81 Conclusiones y recomendaciones.........................................................................................81 Bibliografía ...........................................................................................................................84PregradoCurrently, the implantation of conventional stents for the treatment of atherosclerosis has several challenges in the medical field, due to the adverse effects that can arise after implantation. This has prompted the search for safer alternatives, such as biodegradable stents made of resorbable polymers, in which both the material and the geometry of the cells play an important role. This project aims to analyze the effect of the ratio of polylactic acid (PLA) and polycaprolactone (PCL) on the mechanical behavior and degradation time of 3D printed stents. For this purpose, stents were designed and fabricated with different concentrations of these materials: PLA 100%, PLA 75% PCL 25%, PLA 50% PCL 50%, PLA 25% PCL 75%, and PCL 100%. These were fabricated considering the Elixir cell geometry, which was the one that presented outstanding performance during finite element simulations compared to other known designs. The mechanical properties of the 3D printed stents were analyzed through tensile tests, while the degradation process was studied by mass and pH change under controlled conditions.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Efecto del compuesto ácido poliláctico/policaprolactona y la geometría en stents biodegradables impresos 3D para el tratamiento de aterosclerosisEffect of Polylactic Acid/Polycaprolactone composite and geometry on 3D printed biodegradable stents for atherosclerosis treatmentIngeniero BiomédicoUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería BiomédicaIBM-1788info:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPBiomedical engineeringEngineeringMedical electronicsBiological physicsBioengineeringMedical instruments and apparatusMedicineBiomedicalClinical engineeringBiomaterialsBiocompatibilityBioprintingDegradationMechanical propertiesPolymersBiodegradabilityPolylactic acidBiodegradable plasticsThree-dimensional printingIngeniería biomédicaIngenieríaBiofísicaBioingenieríaMedicinaBiomédicaÁcido polilácticoPlásticos biodegradablesImpresión 3DBiomaterialesBiocompatibilidadIngeniería biomédicaIngenieríaBioingenieríaMedicinaBiomédicaBioimpresiónDegradaciónPropiedades mecánicasBiofísicaBiodegradabilidadPolímerosAbbott. 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