Cómo la impresión 3D está redefiniendo el futuro de las prótesis de cadera y rodilla

El nuevo informe de IDTechEx, ‘Materiales para implantes óseos 2026-2036: tendencias, actores y previsiones’, analiza los materiales, las técnicas de fabricación y las tendencias de mercado que están dando forma a la próxima generación de implantes ortopédicos. Con especial atención a las prótesis de cadera y rodilla, el informe abarca todo el espectro de aplicaciones de la fabricación aditiva: desde componentes porosos estándar hasta implantes y herramientas quirúrgicas personalizados para cada paciente.

La aplicación más consolidada de la fabricación aditiva en ortopedia es la producción de superficies porosas para la fijación sin cemento. En la artroplastia total de cadera, esto se aprecia sobre todo en la concha acetabular, el componente en forma de copa que se fija directamente a la pelvis. La intrincada arquitectura porosa de estos componentes, con tamaños de poro que suelen oscilar en el rango de los 500 micrómetros, exige un nivel de precisión geométrica que la fundición convencional simplemente no puede alcanzar. La FA, concretamente las técnicas de fusión en lecho de polvo, permite imprimir en 3D toda la concha en un único paso continuo, tras lo cual el mecanizado y el pulido confieren al componente su acabado superficial definitivo.

Las aleaciones de titanio son los materiales base predominantes debido a su elevada relación resistencia-densidad y a su capacidad para permitir la unión directa con el hueso. Los implantes de titanio poroso suelen imitar la estructura trabecular del hueso natural, lo que favorece el crecimiento óseo interno y la fijación sin necesidad de cemento. Por lo tanto, la FA está diseñada específicamente para esta aplicación y actualmente es el método de producción de referencia para este tipo de implantes porosos.

Más allá de los componentes estándar, la FA resulta especialmente adecuada para implantes diseñados en función de la anatomía de un paciente concreto. La personalización comienza con los datos de la tomografía computarizada, que se utilizan para modelar la geometría exacta requerida antes de que comience la producción. La fase de fabricación en sí misma solo lleva unos días, pero el proceso previo de diseño y planificación puede alargar el plazo total de entrega hasta entre dos y nueve semanas, desde la tomografía hasta la entrega.

El producto de FA a medida más consolidado es la copa acetabular específica para cada paciente, destinada a casos primarios complejos y, más habitualmente, a la cirugía de revisión, en la que la anatomía se ha visto alterada significativamente por un implante anterior. Varios fabricantes especializados más pequeños se han centrado en este ámbito, aunque cabe señalar que las copas de revisión modernas se han vuelto muy modulares, con una amplia gama de complementos que pueden satisfacer la mayoría de las necesidades de revisión sin necesidad de recurrir a una fabricación totalmente a medida. Las copas acetabulares a medida seguirán siendo, por lo tanto, un segmento de nicho.

El papel de la fabricación aditiva en el quirófano va más allá del propio implante. Cada vez son más las empresas que ofrecen guías de corte y herramientas quirúrgicas específicas para cada paciente, impresas en 3D a partir de polímeros y basadas en las tomografías computarizadas de los pacientes. Estas guías permiten a los cirujanos alcanzar una precisión intraoperatoria que sería difícil de replicar con instrumentos estándar, lo que mejora la exactitud de la alineación y puede reducir la duración de la intervención. Aunque sigue siendo un mercado secundario en comparación con la producción de implantes, amplía la propuesta de valor de la fabricación aditiva en toda la cirugía de artroplastia.

La FA se convertirá gradualmente en el método de producción dominante para los implantes de prótesis de cadera y rodilla. A medida que los costes de los equipos y materiales de la FA sigan disminuyendo, el sobreprecio que históricamente ha limitado su adopción se reducirá aún más. La lógica de adoptar la FA también se extiende más allá de los implantes porosos a los componentes no porosos, donde la flexibilidad de diseño y las ventajas en la cadena de suministro de la FA resultan cada vez más atractivas.

Quizás el cambio más significativo a largo plazo sea la expansión de la FA más allá del metal. Los materiales no metálicos avanzados, en particular la polieteretercetona (PEEK) y las cerámicas de alúmina/circonia, están despertando un interés creciente en el ámbito de las prótesis de cadera y rodilla debido a sus propiedades materiales superiores. La FA es muy adecuada para procesar ambas clases de materiales, lo que abre la puerta a una nueva generación de implantes que combinan la libertad geométrica de la impresión 3D con las propiedades materiales de los polímeros y las cerámicas.