Espectro de propiedades de implantes multifuncionales mediante herramientas computacionales, fabricación avanzada y funcionalización multifásica para aplicaciones en tejido óseo

Esta propuesta de investigación integra el diseño computacional, la manufactura aditiva y la ingeniería de superficies para desarrollar implantes óseos personalizados con alto desempeño biológico y mecánico. Combina dos ejes: (i) el desarrollo de recubrimientos multifásicos bioactivos e inmunomoduladores, y (ii) la creación de protocolos computacionales parametrizados para el diseño y validación estructural de implantes ortopédicos. El proyecto parte del principio de que la eficacia clínica de un implante depende tanto de su arquitectura interna como de las propiedades fisicoquímicas y biológicas de su superficie. Por ello, se propone un sistema integrado donde modelos computacionales (imagen médica, segmentación 3D, CAD y simulación por elementos finitos) definan macrogeometrías y microestructuras porosas optimizadas, mientras los recubrimientos multifásicos —basados en fases inorgánicas (hidroxiapatita, β-TCP, fosfatos de magnesio) y orgánicas (PCL, PVA, quitosano)— actúan como interfaces bioactivas que favorecen la osteointegración y modulan la respuesta inmune. Se desarrollarán protocolos trazables y reproducibles para el modelado, fabricación y validación de los implantes. Los recubrimientos se depositarán mediante técnicas avanzadas y se caracterizarán con microscopía electrónica, FTIR y pruebas mecánicas bajo normas ASTM. Se plantea realizar una validación biológica con pruebas preclínicas in-vitro que evaluará características como biocompatibilidad y no producción de iones, compuestos u otros residuos bioincompatibles. El resultado será un sistema integral de trabajo articulado de co-diseño y funcionalización, con potencial de transferencia hacia aplicaciones humanas y veterinarias, fortaleciendo la línea de biomateriales avanzados del grupo de Materiales y Procesos Bio-Inspirados (MPBI).

Desarrollar proceso de optimización de implantes óseos que combine el diseño computacional parametrizado, la manufactura aditiva y la ingeniería de recubrimientos multifásicos bioactivos.

1. Mecánica de Materiales

2. Caracterización de Materiales y Ensayos No-Destructivos

3. Tecnologías avanzadas para el desarrollo y aplicación de materiales.