Resumen en español

La necesidad que existe de desarrollar nuevos sistemas de formación controlada de matrices extracelulares (MEC) y que su elaboración permita un mejor proceso de fabricación de tejido celular es una realidad en la ingeniería de tejidos. Existen métodos tradicionales con los que esta necesidad no se contempla en absoluto; mientras otros métodos más evolucionados, como lo son las técnicas de prototipado rápido (RP), satisfacen parcialmente esta demanda de hoy en día. En este trabajo se expone el proceso de diseño de unos de los dispositivos más utilizados para las RP más avanzadas de la elaboración de MEC como lo son las impresoras 3D. Para este diseño se debió partir desde el material a imprimir y el tipo de piezas a construir. En una primera instancia se seleccionaron las variables que estaban más relacionadas con el proceso de extrusión y el diseño de dispositivos de impresión mediante la revisión de la literatura sobre modelos de extrusoras y basándose en el conocimiento de las características más importantes a conservar en la matrices y en el material a la hora de ser impreso. Para una segunda etapa se seleccionó el polímero a utilizar para las MEC por medio de una revisión bibliográfica de materiales para la fabricación de andamios. Luego se seleccionaron las técnicas de caracterización de las variables del polímero a través de otra revisión del estado del arte. En otro instante del proceso se realizaron las técnicas seleccionadas para caracterizar el polímero. Después se realizó el diseño conceptual de la impresora por medio de la metodología de Ulrich. Por último se realizó el diseño de detalle y se construyeron los planos de la impresora. Mediante varios criterios de selección como lo son disponibilidad, precio y utilidad, se seleccionó Alcohol polivinílico (PVA) para el diseño de la extrusora. Se utilizaron varias técnicas de caracterización para determinar las variables reológicas del polímero: viscosidad y tensión superficial; las cuales hacen parte del modelo de extrusión; adicionalmente se consultaron otras propiedades como transiciones y peso molecular. Los resultados mostraron que la mejor concentración del polímero para conservar las propiedades deseadas era del 20% en solución acuosa y a una temperatura de entre 39°C a 42°C. A partir de los valores determinados se elaboró el modelo para la extrusión el cual se incluyó para la construcción de los planos del dispositivo. Las técnicas utilizadas, los resultados de estas técnicas, el proceso de diseño conceptual y de detalle junto con los planos estructurales de la impresora 3D son expuestos en este trabajo.