Propiedades físico-mecánicas de los materiales de filamento impresos en 3D para la fabricación de protectores bucales

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los biomateriales
• Fabricación aditiva
• Medicina del deporte

Sus antecedentes:

• Los protectores bucales personalizados son cruciales para proteger la cavidad oral durante los deportes.
• El termoformado tradicional de los protectores bucales de acetato de etileno (EVA) puede conducir a un adelgazamiento y una eficacia reducida.
• La fabricación aditiva (MA) ofrece una fabricación precisa, pero requiere una evaluación del material para las aplicaciones de protectores bucales.

Objetivo del estudio:

• Para comparar el rendimiento de cinco filamentos de impresión 3D disponibles en el mercado para la fabricación de protectores bucales personalizados mediante extrusión de materiales (MEX).
• Evaluar las propiedades mecánicas, la resistencia al impacto y la estabilidad del material de muestras de protectores bucales impresos en 3D.
• Para identificar el filamento óptimo para los protectores bucales de impresión 3D.

Principales métodos:

• Cinco filamentos (Copper 3D PLActive, Spectrum Medical ABS, Braskem Bio EVA, DSM Arnitel ID 2045, NinjaFlex) fueron probados en comparación con un control EVA (Erkoflex).
• La extrusión de materiales (MEX), también conocida como modelado de deposición fundida (FDM), se utilizó con una impresora 3D de escritorio.
• Las pruebas incluyeron resistencia a la tracción final (UTS), barra de presión de Hopkinson dividida (SHPB), impacto de bola caída, resistencia a la abrasión, absorción y solubilidad.

Principales resultados:

• El cobre 3D PLActive y el ABS médico Spectrum exhibieron la mayor resistencia a la tracción.
• DSM Arnitel ID 2045 demostró un rendimiento dinámico superior en las pruebas de impacto de SHPB y de bola caída.
• NinjaFlex mostró la menor resistencia a la abrasión y la mayor absorción/ solubilidad; DSM Arnitel ID 2045 tuvo una baja absorción/ solubilidad comparable a la de EVA pero una menor resistencia a la abrasión.

Conclusiones:

• DSM Arnitel ID 2045 se recomienda como el mejor filamento para protectores bucales impresos en 3D debido a su alta absorción de energía de impacto y baja absorción de líquidos.
• La naturaleza biocompatible de DSM Arnitel ID 2045 apoya su uso intraoral seguro.
• La menor resistencia a la abrasión requiere considerar la sustitución más frecuente de los protectores bucales fabricados con DSM Arnitel ID 2045.