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Diseño y Tecnología en Implantes Dentales

PROALTEC SA utiliza como materia prima titanio, (ASTM F67, Unalloyed Titanium for Surgical Implant  Applications), importado de uno de los más importantes proveedores de la industria médica y aeroespacial.
En cuanto al diseño y a modo de ejemplo, cumpliendo los requerimientos del ANMAT se ha realizado el Modelado por elementos finitos 3D, no-lineales, para el cálculo de la resistencia estática (carga de colapso) y a la fatiga de implantes dentales.

Modelos de elementos finitos 3D, no-lineales, para el calculo de la resistencia estática (carga de colapso) y a la fatiga de implantes dentales.

Esta simulación computacional tiene por objeto determinar los parámetros que describen el comportamiento mecánico de implantes dentales. Estado de tensiones con cargas excéntricas.

Análisis por elementos finitos de Implante y tornillo de fijación (el dibujo muestra la deformación en forma exagerada para facilitar la interpretación)

Procesando los resultados que se obtuvieron para distintos niveles de carga, se pudo calcular la carga de colapso y nominal o teórica y la carga teórica nominal para una expectativa de vida de 2.000.000 de ciclos (que es el equivalente práctico a una vida infinita).

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Superficies

La empresa ha  desarrollado un tratamiento de superficie, analizando las variables del proceso y para obtener una superficie óptima para la óseo integración:

Tipo de partícula
Energía cinética de los impactos
Tiempo del tratamiento

Las experiencias permitieron la obtención de diferentes tipos de superficies y se optó por la que logró mejores resultados de óseo integración, con reducción del tiempo requerido para cargar el implante a unos dos meses.
Luego del tratamiento superficial, los implantes se someten a un tratamiento químico y térmico a fin de obtener una capa de oxido de titanio óptima para la  óseo integración.

Tecnología de Placas, Mallas y Tornillos

Las placas y las mallas son fabricadas en Titanio Grado 2, según la Norma ASTM F67 (Unalloyed Titanium for Surgical Implant Applications) y los tornillos según la Norma ASTM F136 (Wrought Titanium - 6Aluminum - 4Vanadium ELI (Extra Low Interstitial) Alloy (UNS R56401) for Surgical Implant Applications), materiales ambos que presentan una excelente biocompatibilidad, resistencia a la corrosión y no toxicidad con un medio biológico y condiciones mecánicas optimas. Presentando el Grado 2 facilidad para su conformación manteniendo una alta resistencia. Se encuentran exentos de perturbaciones diagnósticos por resonancia magnética.

Las placas tiene diversas geometrías y formas de acuerdo a las necesidad quirúrgica en cada caso (bucal, maxilar, facial, craneal), y se utilizan para el tratamiento fracturas o la fijación de fragmentos óseos entre si.

Uno de los puntos relevantes en el diseño son los fragmentos de unión entre la cavidades que alojan a los tornillos; los mismos fueron diseñados para que la placa se deforme ese lugar y no en la zona de fijación de la cabeza del tornillo que ha sido diseñada para que ambos trabajen en conjunto.
Las placas maxilofaciales y las mallas se utilizan con tornillos, cuya longitud y diámetro es función de su aplicación. El instrumental quirúrgico para la colocación y ajuste esta especialmente adaptado para nuestros productos.

Modelos de elementos finitos 3D, no-lineales, para el cálculo de la resistencia estática (carga de colapso) y a la fatiga del conjunto placa-tornillo.

Este tipo de simulación matemática computacional por elementos finitos tiene por objeto determinar los parámetros que describen el comportamiento mecánico del conjunto placa-tornillo que es similar a la utilizada para el diseño aeronáutico espacial.
Los dibujos muestran la deformación en forma exagerada para facilitar la interpretación y el color rojo muestra las zonas sometidas a mayores esfuerzos (generalmente cercanas a la zona de fractura del hueso) y las azules los menores (generalmente en zonas más alejadas).

Modelo de un conjunto hueso Cortical (verde), Travecular (gris), Tornillo (azul), Placa (violeta) y zona de fractura (línea central)

tecnologia

 

Análisis de los distintos tipos de placas y tornillos

Procesando los resultados que se obtuvieron para distintos niveles de esfuerzos, se pudo calcular la carga de colapso nominal o teórica y la carga teórica nominal para una expectativa de vida de 2.000.000 de ciclos (que es el equivalente práctico a una vida infinita) y estos se encuentran dentro de los rangos de aplicación de cada modelo de conjunto placa tornillo.

Superficies

A las superficies se las termina por mecanizado y abrasivos, sin cortes matrizados, en el caso de las placas, para aumentar su resistencia mecánica y luego químicamente para lograr una total biocompatibilidad.
Tecnología

PROALTEC S.A. posee un parque de equipos de mecanizado controlados por computadora (CNC), necesarios para obtener piezas de alta precisión:

Alta precisión:

1.            Tornos Schaublin 102 CNC (Origen Suiza)
2.            Torno MAIER ML16 CNC (7 ejes) (Origen Alemania)
3.            Centro de mecanizado Schaublin 32 CNC (Origen Suiza)
4.            Maquina de corte por agua FLOW (Origen USA)

Los controles metrológicos y visuales se realizan sobre el 100% de las piezas producidas.

"En el salón limpio se realiza el armado y envasado final de los implantes previo a su envío para ser esterilizados para radiación gamma. Este salón tiene instalado un sistema de filtración y tratamiento de aire para lograr un área limpia controlada, clase 10.000 (FED-STD N° 209D) que cumple con la clase 7 según Norma ISO 14644. Estas normas internacionales establecen los requerimientos para "Áreas limpias y estaciones de trabajo con control ambiental".

analisis

 

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