Grupos

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Edificio Torres Quevedo ; C/María de Luna, 3;50018-Zaragoza

Presentación

El grupo de biomateriales (GBM) es uno de los grupos de investigación del Instituto de Investigación de Ingeniería en Aragón (I3A) que está registrado como Grupo Consolidado de Investigación por el Gobierno de Aragón. Además de su trabajo en el campo de la investigación, que se describe más adelante, los miembros del GBM son docentes en el Centro Politecnico Superior (CPS) y en la Facultad de Medicina de la Universidad de Zaragoza. Sus miembros participan también en los cursos de Biomateriales dentro del programa de Ciencia de Materiales y en el programa interuniversitario de Ingeniería Biomédica. El GBM está también muy involucrado en la promoción de colaboraciones y proyectos coordinados con otros grupos de investigación nacionales e internacionales. Finalmente, el personal de GBM colabora también en varias actividades y foros, incluyendo congresos científicos, cursos y seminarios con el objetivo de difundir la información sobre biomateriales.

Experiencia

El GBM es un grupo de reciente creación donde la investigación de sus miembros está centrada en la actualidad en el campo de los biomateriales. Los miembros pertenecen al Departamento de Ciencia y Tecnología de Materiales y tienen una amplia experiencia en correlar las propiedades mecánicas con la microestructura de metales, cerámicas y polímeros, por lo que tienen amplios conocimientos de las distintas líneas de biomateriales. Estos miembros trabajan junto con el personal del Departamento de Ingeniería Mecánica para calcular y simular el comportamiento mecánico de los biomateriales y las prótesis diseñadas, utilizando métodos numéricos (FEM, BEM). Finalmente, el equipo de cirujanos ortopédicos da soporte a todos los investigadores y realiza operaciones experimentales por medio de pruebas de animales en vivo y preparan pruebas “in vitro”.

Investigación

La investigación actual de GBM está centrada principalmente en las líneas siguientes: · Aplicación de aleaciones con memoria de forma en medicina · Mejora del polietileno, UHMWPE, utilizado en reemplazos completos de articulaciones · Biomateriales para reparación, sustitución y crecimiento de tejido óseo · Materiales para baropodometría El Nitinol (NiTi) es un aleación biocompatible con comportamiento mecánico complejo como superelasticidad y memoria de forma uni y bidireccional. Estas características permiten el desarrollo de dispositivos médicos, como por ejemplo endoprótesis y ortesis. La investigación está dirigida al estudio de características básicas relacionadas con las propiedades termo-mecánicas y al diseño y producción de prototipos de aparatos en medicina. Estos procesos se refuerzan con simulaciones numéricas para optimizar los prototipos. Algunos de los temas de mayor desarrollo son: · El desarrollo de métodos de “entrenamiento” para la memoria de forma bidireccional. · La mejora de la biocompatibilidad del NiTi por modificaciones superficiales. · El diseño y fabricación de prototipos de anclajes de suturas, splints y stents. · Simulaciones del comportamiento mecánico de stents.
El UHMWPE es un polímero que ha sido utilizado como reemplazo sintético para “articulaciones de cartílago” en sustituciones completas de cadera y rodilla. El “cross-linking” del UHMWPE por radiaciones gamma y chorro de electrones mejora sus propiedades tribológicas, aunque introduce cambios en la microestructura y modifica su comportamiento a largo plazo. Temas específicos en los que se trabaja son: · La microestructura y fractografía · El proceso de envejecimiento acelerado · La mejora del UHMWPE por radiación de chorro de electrones · Modificaciones superficiales · Pruebas de fatiga y de resistencia · Desarrollo de aparatos de polietileno


La investigación y caracterización de sustitutos de huesos son prioridades actuales en la Cirugía Ortopédica y Traumatología. Se han desarrollado diferentes modelos experimentales de animales para su estudio “en vivo” de acuerdo con los estándares internacionales. El uso de materiales para baropodometría permite mejorar el diseño y el desarrollo técnico de equipamiento portátil para el diagnóstico y análisis del ciclo de marcha, pie y tobillo y el sistema motor en general.

Instalaciones

El grupo tiene instalaciones para la investigación de biomateriales. SEM, TEM, y técnicas de difracción para determinar la microestructura, máquinas para caracterización mecánica, incluyendo pruebas de fatiga y de resistencia, equipamiento para corrosión DC y AC, procesado láser, etc. También se dispone de instalaciones para pruebas animales experimentales de acuerdo con los estándares internacionales. Finalmente, GBM tiene programas informáticos para simular el comportamiento mecánico de los materiales que se tratan en las diferentes líneas de investigación.

Financiación

El GBM se financia por medio de diversos proyectos de investigación de instituciones de nivel regional y nacional como la Diputación General de Aragón, Ministerio de Ciencia y Tecnología y el Instituto de Salud Carlos III. El grupo también ofrece servicio de consultoría para compañías relevantes en otros campos relacionados con la tecnología de los materiales y mecánica estructural.

Estructura y personal

El GBM es un grupo interdisciplinar que está compuesto de ingenieros, físicos y médicos. El grupo está coordinado por el Prof. Dr. J. A. Puértolas siendo otros miembros pertenecientes también al CPS el Dr. R. Ríos, (Departamento de Ciencia y Tecnología de Materiales) y el Dr. L. Gracia-Villa (Departamento de Ingeniería Mecánica). Todos los médicos, Prof. Dr. A. Herrera, Dr. J. M. Pérez-García y Dr. J. Gil-Albarova pertenecen al Departamento de Cirugía Ortopédica y Traumatología del Hospital Universitario “Miguel Servet” de Zaragoza. También existe un número variable de estudiantes doctorandos, subvencionados por el Ministerio de Ciencia y Tecnología. De acuerdo con la idea de interdisciplinaridad, hay al menos uno o dos médicos en cada línea de investigación que definen los objetivos médicos de los proyectos.

Contacto

Edificio Torres Quevedo ; C/María de Luna, 3;50018-Zaragoza

Responsable del grupo

José Antonio Puértolas Rafales

Miembros del grupo

Personal adscrito al grupo