El Hospital Universitario Infanta Leonor, parte de la red sanitaria pública de la Comunidad de Madrid, ha sido el escenario para la defensa de un Trabajo de Fin de Grado (TFG) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM). Este trabajo innovador aplica herramientas de simulación aeroespacial al campo de la cirugía ortopédica, ofreciendo soluciones computacionales avanzadas para el diseño personalizado de prótesis mediante técnicas como la optimización topológica y la fabricación aditiva.
Claves de la noticia
Innovación en cirugía ortopédica
Se aplican técnicas aeroespaciales a prótesis.
Colaboración interdisciplinaria
Ingenieros y médicos trabajan juntos.
Impacto en tratamientos oncológicos
Diseño de prótesis personalizadas para osteosarcoma.
El proyecto titulado “Desarrollo de modelos multiescala en MEF para el cálculo y la optimización topológica de estructuras de metamaterial” fue realizado por Iñaki Peñaranda Díaz, estudiante del Grado en Ingeniería Aeroespacial en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio (ETSIAE). Esta investigación fue supervisada por el profesor Luis Saucedo Mora y contó con el apoyo clínico del Dr. Ricardo Larraínzar Garijo, jefe del Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología, así como del Dr. Javier Montoya Adarraga, coordinador del área de tecnologías 3D del hospital. Juntos han facilitado la integración de los resultados en el entorno hospitalario.
Tecnología avanzada para diseño personalizado
El aspecto técnico fundamental del TFG radica en el desarrollo conceptual y programación en Python de un software propio basado en el Método de los Elementos Finitos (MEF). Este algoritmo está diseñado para optimizar topológicamente estructuras de metamaterial, lo que permite redistribuir material eficientemente con el objetivo de minimizar peso y maximizar rigidez estructural.
Para validar su eficacia, el software fue sometido a diversas condiciones que incluyeron desde elementos estándar como vigas hasta geometrías biomecánicas complejas, incluyendo una cabeza femoral. La principal contribución clínica se concretó en el diseño personalizado de una prótesis para una tibia afectada por osteosarcoma, inicialmente concebida por el profesor Saucedo Mora. Gracias al uso del nuevo software, los cirujanos pueden acceder a datos predictivos que les permiten optar por enfoques quirúrgicos más conservadores que las alternativas tradicionales.
Un paso hacia la medicina moderna
Este trabajo subraya la importancia de la colaboración entre ingenieros y profesionales médicos en pro del avance hacia una medicina más moderna. Según Peñaranda Díaz: “Medicina e Ingeniería Aeroespacial pueden parecer dispares a simple vista, pero comparten limitaciones similares como peso y resistencia a ambientes adversos”. Esta interrelación es crucial para mantener ambos campos a la vanguardia tecnológica.
Desde el ámbito médico, el Dr. Larraínzar ha resaltado que este tipo de proyectos refleja un cambio paradigmático necesario en el conocimiento contemporáneo: “La interconexión entre disciplinas es esencial para generar valor conjunto”. Por su parte, el Dr. Montoya ha enfatizado que este trabajo demuestra “el potencial enorme que tiene la colaboración entre ingeniería y cirugía ortopédica”, especialmente en áreas como optimización topológica e impresión 3D médica. Además, complementa iniciativas educativas como cursos sobre ingeniería y artroplastia en el Hospital Universitario Infanta Leonor, orientados a fortalecer los vínculos entre universidad, ingeniería y medicina.
Preguntas sobre la noticia
¿Cómo se aplican las herramientas de simulación aeroespacial en el diseño de prótesis?
Las herramientas de simulación aeroespacial se utilizan para optimizar el diseño de prótesis a medida mediante técnicas como la optimización topológica y la fabricación aditiva, permitiendo crear estructuras más ligeras y resistentes.
¿Qué es el Método de los Elementos Finitos (MEF) y cómo se utiliza en este proyecto?
El MEF es un método matemático utilizado para analizar y optimizar estructuras. En este proyecto, se desarrolló un software en Python que aplica MEF para redistribuir material eficientemente en las prótesis, mejorando su rendimiento estructural.
¿Cuál es la importancia clínica del diseño de prótesis personalizadas en oncología traumatológica?
El diseño de prótesis personalizadas permite a los cirujanos adoptar enfoques quirúrgicos más conservadores, ampliando las opciones terapéuticas para pacientes con condiciones como el osteosarcoma, lo que mejora los resultados clínicos.
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