ODISEA3D: Innovación en diseño paramétrico, materiales avanzados y fabricación aditiva para producto sanitario a medida
Autor/es: Ignacio Espíritu García Molina, Andrés Peñuelas Herráiz, Giuseppe Caprara, Carlos Atienza Vicente
Instituto de Biomecánica (IBV)
INTRODUCCIÓN
La creciente demanda de productos sanitarios personalizados está impulsando la adopción de nuevas metodologías de diseño y fabricación capaces de adaptarse a la anatomía y necesidades específicas de cada paciente. En este contexto, la fabricación aditiva se ha consolidado como una tecnología clave para el desarrollo de implantes, ortesis, férulas, prótesis y guías quirúrgicas, gracias a su capacidad para producir geometrías complejas, reducir tiempos de fabricación y favorecer procesos más flexibles y sostenibles.
Sin embargo, el desarrollo de productos sanitarios a medida plantea importantes retos tecnológicos. Las geometrías anatómicas obtenidas mediante escaneado 3D o segmentación de imágenes médicas presentan una elevada complejidad y suelen trabajarse como mallas trianguladas (.STL), lo que dificulta su tratamiento mediante herramientas clásicas de diseño paramétrico. Además, los procesos de diseño para el desarrollo de productos sanitarios a medida deben incorporar criterios clínicos, biomecánicos, morfológicos y productivos, como parámetros, restricciones y condiciones adicionales para garantizar tanto la funcionalidad como la viabilidad industrial del producto.
En este contexto, el proyecto ODISEA3D (IMDEEA/2025/40) impulsa nuevas metodologías basadas en diseño paramétrico, materiales biocompatibles y fabricación aditiva para optimizar el desarrollo de productos sanitarios personalizados, favoreciendo procesos más automatizados, sostenibles y centrados en el paciente.
El proyecto ha sido desarrollado por el Instituto de Biomecánica (IBV) en cooperación con el Instituto Tecnológico de Producto Infantil y Ocio (AIJU) y el Instituto Tecnológico Metalmecánico, Mueble, Madera, Embalaje y Afines (AIDIMME)
OBJETIVOS DEL PROYECTO
El objetivo principal del proyecto ha sido desarrollar nuevas metodologías para la optimización del diseño y fabricación de productos sanitarios personalizados mediante fabricación aditiva, de acuerdo con el Reglamento Europeo de Productos Sanitarios (Reglamento (EU) 2017/745).
Uno de los ejes principales del proyecto ha sido el desarrollo de sistemas de diseño paramétrico semiautomático capaces de generar productos sanitarios adaptados a la anatomía específica de cada paciente. Para ello, se ha trabajado en la implementación de flujos de diseño basados en Grasshopper, un entorno de programación visual que permite combinar el procesamiento de mallas anatómicas complejas con las ventajas del diseño paramétrico tradicional.
El proyecto también ha perseguido optimizar materiales metálicos y poliméricos biocompatibles para aplicaciones implantables y no implantables. En el caso de los materiales metálicos, se han estudiado estrategias para adaptar las propiedades mecánicas de piezas fabricadas en Ti6Al4V mediante modificaciones topológicas y tratamientos térmicos. Paralelamente, se han desarrollado nuevas formulaciones poliméricas con cargas biocerámicas y aditivos sostenibles, compatibles con distintas tecnologías de impresión 3D de polímeros, como procesos basados en extrusión de material (MEX) y fotopolimerización (VPP).
RESULTADOS
El proyecto ODISEA3D ha permitido al IBV desarrollar “Nuevas metodologías de optimización del diseño de productos sanitarios”, consistentes en un flujo de trabajo integral para el diseño y validación de productos sanitarios personalizados mediante fabricación aditiva. Este flujo combina la adquisición y procesamiento de modelos anatómicos obtenidos mediante escaneado 3D o imágenes DICOM, la delimitación paramétrica de regiones de interés, la generación automatizada del producto sanitario y su validación mediante simulación y ensayo mecánico.
Figura 1. Flujo de trabajo para la definición del producto sanitario a medida. Ortesis de miembro superior.
En las primeras fases del proceso se desarrollaron metodologías de reparación y optimización de mallas anatómicas para corregir defectos topológicos, eliminar artefactos y mejorar la calidad geométrica de los modelos antes de su procesamiento paramétrico. Posteriormente, la utilización de definiciones modulares en Grasshopper permitió controlar variables geométricas, biomecánicas y productivas de forma estructurada, facilitando procesos más repetibles, trazables y escalables y reduciendo la dependencia del operador.
Entre las aplicaciones desarrolladas destacan ortesis de brazo personalizadas, en colaboración con la empresa EMO, y mallas mandibulares implantables, en colaboración con la empresa FRESDENTAL. En ambos casos, fue posible adaptar parámetros como espesores, zonas de refuerzo, densidad de porosidad o sistemas de anclaje según las necesidades anatómicas y funcionales de cada paciente. Además, los diseños obtenidos fueron validados mediante análisis por elementos finitos (FEA) y ensayos mecánicos, permitiendo optimizar las configuraciones finales desde el punto de vista estructural y clínico.
Figura 2. Flujo de trabajo para la definición del producto sanitario a medida. Implante de mandíbula.
Asimismo, el proyecto ha contribuido al desarrollo de materiales biocompatibles y metodologías orientadas a mejorar la funcionalidad, sostenibilidad y viabilidad industrial de los productos sanitarios a medida. En conjunto, los resultados obtenidos refuerzan el potencial del diseño paramétrico y la fabricación aditiva para avanzar hacia modelos de producción más digitales, automatizados y centrados en el paciente.
Figura 3. Validación virtual del producto con modelos 3D.
EMPRESAS PARTICIPANTES
Las empresas que han colaborado en esta iniciativa junto al Instituto de Biomecánica (IBV) han sido: FRESDENTAL INNOVACIÓN Y MANUFACTURAS S.L (FRESEDENTAL), ESPECIALIDADES MÉDICO ORTOPÉDICAS S.L (EMO), TEQUIR S.L (TEQUIR), METALOGRÁFICA LEVANTE S.A., PHARMADIS ELECTROMEDICAL S.L., COLORTEC QUÍMICA S.L.
Proyecto (IMDEEA/2025/40). Este proyecto cuenta con el apoyo de la Conselleria d’Innovació, Indústria, Comerç i Turisme de la Generalitat Valenciana, a través del IVACE, y está financiado por la Unión Europea, a través del Programa FEDER Comunitat Valenciana 2021-2027.
AFILIACIÓN DE LOS AUTORES
Instituto de Biomecánica de Valencia
Universitat Politècnica de València
Edificio 9C. Camino de Vera s/n
(46022) Valencia. Spain
CÓMO CITAR ESTE ARTÍCULO
Autor/es: Ignacio Espíritu García Molina, Andrés Peñuelas Herráiz, Giuseppe Caprara, Carlos Atienza Vicente (20 de Marzo de 2026). “ODISEA3: Innovación en diseño paramétrico, materiales avanzados y fabricación aditiva para producto sanitario a medida”. Revista de Innovación Biomecánica nº 14. https://www.ibv.org/actualidad/odisea3d-innovacion-en-diseno-parametrico-materiales-avanzados-y-fabricacion-aditiva-para-producto-sanitario-a-medida/
Publicación desarrollada en el marco del “Plan de Actividades de carácter no económico del IBV 2025” financiada por la Línea Nominativa S1048 “Centros Tecnológicos de la Comunitat Valenciana. Apoyo por objetivos.” de los Presupuestos de la Generalitat para 2025.
