Biofiber: Material Compuesto reforzado con fibras unidireccionales para prótesis y Órtesis de miembro inferior

Abstract

En los últimos años, el interés por los biomateriales compuestos había crecido significativamente en el ámbito biomédico, especialmente en el desarrollo de prótesis y ortesis para extremidades inferiores. Este auge respondía a la necesidad de mitigar el fenómeno de Stress Shielding, el cual ocurría cuando los dispositivos ortopédicos alteraban la distribución de cargas mecánicas en el hueso, provocando pérdida de densidad mineral y disminución de su resistencia estructural. Los materiales convencionales, como el acero inoxidable y las aleaciones CoCr, presentaban módulos elásticos mucho mayores que el hueso (10–30 GPa), lo que agravaba este efecto.

Ante esta problemática, la presente investigación propuso el desarrollo de un biomaterial compuesto denominado Biofiber, conformado por fibras unidireccionales de ácido poliláctico (PLA) y una matriz de resina epóxica, diseñado para reproducir las propiedades mecánicas del tejido óseo y reducir el Stress Shielding. El proceso de fabricación integró técnicas de impresión 3D, electrohilado y moldeo por inyección al vacío. Finalmente, se realizaron ensayos de tracción y compresión para validar su comportamiento mecánico y su viabilidad como material alternativo en prótesis y ortesis. Esta propuesta buscó contribuir al desarrollo de dispositivos ortopédicos funcionales, accesibles y compatibles con el sistema musculoesquelético