Prótesis funcional impresa en 3D para perro: aplicación de TPU 95A y Nylon6-CF

La medicina veterinaria contemporánea ha experimentado una evolución significativa gracias a la incorporación de las tecnologías emergentes de la Industria 4.0. Herramientas como el escaneo tridimensional, el diseño asistido por computadora (CAD) y la manufactura aditiva han permitido el desarrollo de soluciones personalizadas de alta precisión, orientadas a mejorar la calidad de vida animal, optimizar tiempos de producción y reducir costos operativos. La capacidad de escanear, modelar y producir piezas únicas con alta precisión ha permitido a profesionales de distintas disciplinas —ingeniería, diseño, veterinaria y educación— colaborar en proyectos de gran impacto. La integración de estas herramientas en el ámbito veterinario no solo permite una atención más especializada, sino que también democratiza el acceso a soluciones antes reservadas a tratamientos de alto costo o escasa disponibilidad.

En este contexto, Gravt3D colaboró en un proyecto integral de alto impacto formativo y social: el diseño y fabricación de una prótesis funcional impresa en 3D para Arizona, una canina mestiza rescatada tras una amputación de su extremidad torácica derecha. Esta iniciativa se desarrolló en el marco de un proyecto educativo impulsado por estudiantes del 4.º semestre del Colegio Pedagógico Forger SC , ubicado en Metepec, Estado de México, bajo la supervisión de la Mtra. Anahí Jasso Reyes.

La propuesta nació como un ejercicio dentro de la asignatura de Física, donde los estudiantes buscaron aplicar sus conocimientos en un reto del mundo real. La meta fue demostrar que la ciencia, cuando se conecta con la tecnología y el sentido humano, puede traducirse en soluciones tangibles. La prótesis se concibió no solo como una herramienta ortopédica, sino como un puente entre el aprendizaje académico y la mejora del bienestar animal. Este enfoque educativo centrado en proyectos reales refuerza habilidades como la investigación aplicada, el trabajo colaborativo y la conciencia social. Cada una de las piezas presenta un canal interno, un intricado pasaje por donde se desplaza el humo. Este componente añade una dimensión sensorial y visual única a la obra, permitiendo al espectador experimentar la creación artística de una manera completamente innovadora. La manufactura aditiva, en este contexto, no solo replicaba la forma, sino que también incorporaba elementos que transformaban la pieza en una experiencia multisensorial.

El primer paso esencial en el proceso de diseño de la prótesis fue la digitalización 3D de la extremidad de Arizona, realizada mediante un escaneo tridimensional de alta precisión. Este proceso consistió en capturar la geometría exacta del área afectada, lo que permitió obtener una réplica digital precisa de la estructura ósea y los tejidos circundantes de la extremidad amputada. Con la información obtenida del escaneo 3D, se procedió al modelado digital de la prótesis, adaptándola a las especificaciones anatómicas de Arizona. En esta fase, el equipo de diseño de Gravt3D trabajó cuidadosamente para garantizar que la prótesis no solo se ajustara a las dimensiones exactas del miembro de Arizona, sino también que cumpliera con los requerimientos biomecánicos específicos para una funcionalidad adecuada.

Una vez validado el diseño digital, se procedió con la fabricación de la prótesis utilizando la tecnología FDM (Fused Deposition Modeling). Esta tecnología permite la creación de piezas capa por capa a partir de un filamento termoplástico, lo que resulta en una fabricación precisa y eficiente. Para este caso, se emplearon dos materiales específicos: TPU 95A y Nylon6-CF.

Reconociendo los altos costos asociados a este tipo de desarrollos, Gravt3D intervino como patrocinador parcial del proyecto mediante su programa insignia Shape the Change. Esta iniciativa tiene como objetivo canalizar recursos tecnológicos y humanos hacia proyectos con impacto social, ambiental o comunitario. El programa se fundamenta en la premisa de que la tecnología debe estar al servicio de quienes más la necesitan. A través de Shape the Change, Gravt3D articula talento, infraestructura y metodologías para transformar ideas en soluciones tangibles que de otro modo resultarían inaccesibles. En este caso específico, la empresa asumió los costos del escaneo tridimensional, el modelado digital y una proporción significativa del proceso de manufactura, permitiendo así que el dispositivo final cumpliera con altos estándares técnicos sin comprometer el alcance educativo y social del proyecto.

El diseño de la prótesis requirió un análisis detallado de la morfología canina, la distribución de cargas durante la marcha cuadrúbeda y los puntos críticos de articulación. El objetivo fue lograr un dispositivo que brindara soporte estructural, ergonomía y adaptabilidad al entorno natural del animal.

La selección de materiales fue un componente crítico para asegurar la eficiencia funcional del dispositivo:
TPU 95A (Poliuretano Termoplástico): Utilizado en el cuerpo principal de la prótesis. Su composición flexible y resistente al desgarre lo convierte en un material idóneo para absorber impactos y adaptarse a movimientos constantes. Esta flexibilidad permite distribuir mejor las fuerzas de contacto durante la marcha.

PA6-CF (Nylon con refuerzo fibra de carbono) Aplicado en la zona distal de apoyo. Este material presenta una elevada rigidez estructural, alta resistencia al desgaste y excelente relación peso/resistencia, lo cual garantiza una durabilidad superior bajo condiciones de carga repetitiva y fricción con el suelo. La combinación de ambos materiales supuso un desafío técnico, dada la diferencia en temperaturas de procesamiento y comportamiento mecánico. No obstante, se logró una integración efectiva que optimiza tanto la función como la experiencia de uso para el animal.

Descubre nuestra variedad de materiales y tecnologías. Estamos listos para poder hacer tangibles ideas innovadoras como esta, impregnada con una sinergia de creatividad compartida de la mano de expertos del equipo de Gravt3D.