Llicenciat com a Enginyer Tècnic Industrial en Electrònica per la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) i reconegut amb el Master Level Certificate Rapid Prototyping and Manufacturing per la Society of Manufacturing Engineers (SME) dels Estats Units, Magí Galindo és, actualment, Tècnic i Director Tècnic i Científic de l’IAM3DHUB, operat per Leitat, i és el responsable d’innovació i tecnologia de fabricació additiva d’aquesta entitat. Durant els últims vint-i-cinc anys, s’ha dedicat professionalment a les Tecnologies de Fabricació Additiva i Impressió 3D i a les seves aplicacions, liderant iniciatives per a la seva adopció i desenvolupament per als entorns industrial i mèdic.

En què consisteix la tecnologia de la impressió 3D i quins avantatges té respecte la fabricació convencional?

Les tecnologies de fabricació additiva o d’impressió 3D (AM/3DP de l’anglès Additive Manufacturing/3D Printing) parteixen sempre de la imatge tridimensional d’allò que es vol fabricar. Aquesta informació 3D s’obté, normalment, amb l’ajut de softwares de disseny assistit per ordinador (CAD3D) o a través d’imatges digitals procedents d’escàners, ressonàncies magnètiques, tomografies axials, raigs X, etc. Posteriorment, aquestes imatges es processen amb softwares específics fins a obtenir la geometria 3D de l’objecte a fabricar.

Aquests volums digitals 3D es converteixen en capes mitjançant un procés de llescat. Després es reprodueixen a la “impressora 3D” amb un material o materials concrets i, per últim, s’apilen fent “créixer” l’objecte tridimensional final. Algunes tecnologies no utilitzen capes sinó recorreguts del capçal d’impressió, de forma semblant a un procés continu de soldadura o d’extrusió on van dipositant el material fins crear l’objecte final.

Allò que tenen en comú aquestes tecnologies és que no fan servir eines de producció, com per exemple motlles o matrius, la qual cosa les diferencia de les tecnologies de fabricació convencional. La fabricació convencional està lligada al lloc on hi ha les eines de producció, la fabricació additiva no. Es pot produir a qualsevol lloc on hi hagi un sistema d’impressió 3D.

 “Les principals aplicacions de la tecnologia de fabricació additiva en l’àmbit de la salut són la preparació quirúrgica assistida, l’obtenció d’implants i pròtesis a mida, la impressió 3D d’instruments quirúrgics, dispositius mèdics i formes de dosificació sòlida en farmàcia, així com la bioimpressió de teixits i organoides”

Quines són les principals aplicacions de la impressió 3D en l’àmbit de la salut?

Avui, l’AM/3DP té sis grans aplicacions en l’àmbit de la salut:

La primera, i de les més utilitzades, és per a la preparació quirúrgica assistida mitjançant models impresos en 3D. Algunes de les primeres aplicacions de la fabricació additiva van sorgir de les activitats pre-quirúrgiques i quirúrgiques per a l’obtenció de models mèdics amb finalitats comunicatives, formació de cirurgians, entrenaments en tècniques quirúrgiques i per a arxius tangibles. També per assessorar i informar el pacient. Actualment, s’ha estès al diagnòstic preoperatori; planificació quirúrgica; simulació de procediments quirúrgics; disseny, avaluació, ajust i muntatge dels implants alhora que per a l’obtenció de guies quirúrgiques i plantilles per transferir la planificació quirúrgica virtual a la sala d’operacions, per a una cirurgia més precisa i per l’estalvi de temps d’intervenció. També, per a la recerca com, per exemple, per a l’estudi de la força òssia trabecular o per a estudis de flux en models d’aneurisma, etc.

La segona gran aplicació és per obtenir implants, pròtesis i ortesis a mida en tots aquells camps on es pot aprofitar la llibertat de forma, la complexitat geomètrica i la personalització. Aporta valor, és a dir, implants personalitzats i perfectament adequats per a cada pacient.

• Per a substitució òssia: Plaques crani-maxil·lo-facials, articulacions de genoll, maluc, separadors intervertebrals, etc.
• Per a reparacions: En casos de traumatismes de reconstrucció complexos, reseccions òssies per càncers, lesions, etc.

En el camp de les pròtesis i ortesis:

• Aplicacions en odontologia: Pròtesis, alineadors i protectors, models i registres, guies quirúrgiques, etc.
• Pròtesis auditives internes.
• Ortesis i pròtesis per a extremitats: Cames i braços, protecció del cap, plantilles podològiques, etc.

En tercer lloc, per a la Impressió 3D d’instruments quirúrgics, equips i productes. Es dissenyen eines especials i s’imprimeixen en 3D per a procediments quirúrgics molt específics. Gràcies a l’AM/3DP, els cirurgians poden ajudar millor als pacients amb un temps encara més curt de recuperació. La fabricació additiva els permet imprimir geometries complexes intricades amb múltiples peces en materials biocompatibles. Aquí hi ha alguns exemples sorprenents d’eines quirúrgiques fetes per a un ús específic. De la mateixa manera que succeeix a altres sectors industrials, l’AM/3DP també s’ha utilitzat per donar suport i accelerar el desenvolupament de nous equips i productes per a aplicacions de medicina, salut i benestar de les persones.

La impressió 3D de dispositius mèdics és una altra de les aplicacions destacades. Dispositius implantables, bastides d’impressió 3D per a os i cartílag, stents prostàtics, esofàgics, coronaris, duodenals, d’urèter, etc. La fabricació de LOCs. Un LOC, lab-on-a-chip és un dispositiu que integra una o diverses funcions de laboratori en un únic circuit integrat per fer proves diagnòstiques mèdiques al punt d’atenció o a prop d’ell. Són xips micro fluídics que permetran als sanitaris de clíniques mal equipades realitzar proves diagnòstiques.

També, s’utilitza per a bioimpressió de teixits i organoides. La bioimpressió és un enfocament de l’AM/3DP per crear teixits en 3D (enlloc de les metodologies tradicionals de cultiu cel·lular 2D). Implica programar un dispensador robòtic per dipositar, capa sobre capa, materials biològics i biocompatibles (anomenats «bio tintes») per crear teixit 3D viable. Podem trobar exemples de bastides d’impressió 3D per a os i cartílag, així com la impressió 3D de vasos sanguinis, de la vàlvula cardíaca, de la pell, de l’orella i construccions hepàtiques. També existeix la impressió 3D per construir teixits humans vius que, segons s’ha demostrat, funcionen com a ‘teixits nadius’ per permetre establir models de malalties fisiològicament rellevants, dades toxicològiques, proves de fàrmacs i investigar possibles teràpies regeneratives.

Finalment, hi ha la impressió 3D de formes de dosificació sòlida en Farmàcia. S’ha iniciat l’ús de l’AM/3DP per personalitzar els medicaments; produir noves teràpies i apropar la fabricació al pacient; portar un fàrmac des del descobriment fins a un medicament de manera més ràpida i eficient; formular ràpidament, és a dir, desenvolupar formulacions noves amb múltiples rangs de dosi, amb la capacitat per combinar múltiples activitats en un mateix format de manera controlada. Aquesta estratègia fa que el FTIH preclínic sigui més ràpid. Possibilitarà el subministrament sota comanda i alineat amb les necessitats específiques del pacient i, com a conseqüència, la reducció d’estocs, així com poder desplegar el potencial de fabricació en el lloc on es necessitin.

Quins avantatges té per als professionals i els pacients?

Com s’ha vist en l’apartat anterior, l’aplicació de l’AM/3DP a la medicina i la salut és cada dia més àmplia. Cadascuna d’aquestes aplicacions aporta una gran quantitat d’avantatges que serien molt llargues d’enumerar. Tot i això, algunes ja s’han apuntat, però crec que es podrien resumir de manera molt ràpida en que constituiran una eina molt poderosa per assolir la personalització real de la medicina.

Quins requisits han de complir els dispositius mèdics produïts per impressió 3D per poder arribar al mercat?

Els mateixos que qualsevol altre producte mèdic. Han de complir amb la regulatòria que els sigui d’aplicació en funció de la seva classificació. No tenen un tractament especial. Fins fa poc (maig 2021), la normativa per a productes personalitzats era pràcticament inexistent, deixant a criteri del facultatiu l’acceptació per al seu ús. Actualment, amb el nou Reglament (UE) 2017/745 sobre els productes sanitaris «MDR» i el Reglament (UE) 2017/746 sobre els productes sanitaris per a diagnòstic in vitro «IVDR», adapten la legislació de la Unió als avenços tècnics, els canvis en la ciència mèdica i els avenços legislatius, creant un marc normatiu sòlid, transparent i sostenible, internacionalment reconegut, que millora la seguretat clínica i crea un accés just al mercat per als fabricants i professionals de la salut, també per als productes obtinguts mitjançant l’AM/3DP.

Les xifres diuen que l’actual mercat internacional de l’AM/3DP va suposar uns 12.600M d’euros l’any 2020, implicarà uns 17.400M per aquest 2022 i la previsió és superar els 37.200M per al 2027. En quin nivell d’adopció d’aquesta tècnica es troba Catalunya?

Catalunya va ser pionera en l’adopció d’aquestes tecnologies. Des de fa molts anys, les empreses productives catalanes, i tot el seu entorn de proveïdors, han estat pioneres en la utilització d’AM/3DP per assistir, optimitzar i escurçar el cicle de desenvolupament dels seus productes.

Va ser al final de la dècada dels 90 quan les primeres màquines de fabricació additiva es van posar en marxa a Catalunya per donar serveis a la indústria. Les primeres usuàries van ser les empreses del sector de l’automòbil i del motor, tant constructors com proveïdors, però també sectors com el de les màquines per treballar la fusta, eines elèctriques i manuals, petits electrodomèstics, ventilació i aire condicionat, tractament d’aigües i sanitaris, indústries de la moda i el sector dels bens de consum, entre tants d’altres. El sector mèdic també va començar a fer-ne ús, però amb un volum molt inferior, sobretot per a aplicacions dentals i com a ajut a l’audició.

La combinació de les capacitats dels sistemes d’AM/3DP existents, amb l’aparició i ús generalitzat de programaris de CAD 3D, va accelerar de manera extraordinària l’adopció d’aquestes eines com a instruments quotidians i imprescindibles en el disseny i desenvolupament de productes. Avui, no només és així encara, sinó que, a més, moltes empreses ja es serveixen de sistemes d’impressió 3D emplaçats a les seves pròpies instal·lacions. La seva dimensió és de l’ordre dels milers, només a Catalunya.

Des d’aleshores, les empreses catalanes han estat sempre usuàries avançades d’aquestes tecnologies, amb diferents finalitats. La primera, i més freqüent, obtenir prototips i la segona, disposar d’eines de producció i eines d’ajut a la producció. Per últim, amb major potencial i benefici per a les empreses, l’evolució i la introducció de nous materials, les millores en el control dels processos additius i l’augment de les seves capacitats productives estan habilitant el seu ús per a la fabricació de producte final, tant en el sector mèdic com en l’industrial.

Per posar només un exemple, a Catalunya hi ha empreses com Avinent i Phibo, referents mundials en l’àmbit de la salut, que des de fa molts anys utilitzen l’AM/3DP per a la producció massiva i personalitzada d’elements protèsics i d’implants.

L’AM/3DP té un paper molt important a representar en l’escenari futur de la fabricació a Catalunya. Serà una eina bàsica per fer front a les tendències i reptes globals de la indústria i per aprofitar al màxim les oportunitats que el sector productiu ofereix.

Quina feina s’està fent des d’IAM3DHub i Leitat per tal de fomentar el desenvolupament d’aquesta tecnologia?

L’IAM3DHUB, hub internacional de fabricació additiva, és una iniciativa creada des de Leitat i impulsada per un consorci industrial format per -a més de Leitat- HP, Renishaw, Massivit, BASF, Coniex, AM Solutions, GPAINNOVA i Materialise, amb el suport de Fira de Barcelona, 3DIncubator i ACCIÓ, l’objectiu de la qual és acompanyar les empreses en el seu camí d’adopció d’aquestes tecnologies.

Leitat, a més, juntament amb el CZF de Barcelona, ha posat en marxa la incubadora d’empreses 3D Incubator, que té la finalitat de facilitar als emprenedors i start-ups amb base tecnològica AM/3DP, el seu creixement i la seva internacionalització.

Alhora, com a centre tecnològic, contribueix en el desenvolupament i millora d’aquestes tecnologies mitjançant projectes d’R+D, tant en l’àmbit dels materials com dels processos, post-processos i en el desenvolupament de noves aplicacions de l’AM/3DP.

Leitat, juntament amb altres entitats del sector mèdic i de la salut, ha posat en marxa l’AM 3DP Medical Platform, amb l’objectiu de facilitar a les entitats del sistema de medicina i salut l’adopció, el desenvolupament i la implementació de tecnologies d’AM/3DP com a eina bàsica de la transició digital cap a una medicina personalitzada.

També, recentment, Leitat, en l’entorn de l’IAM3DHub, ha estat escollit com a coordinador del Node de Fabricació Additiva del DIH4CAT, hub d’innovació digital de Catalunya.

Com col·laboreu aquestes entitats amb el CIMTI per tal de donar suport al projectes innovadors de l’àmbit de la salut?

El CIMTI és un projecte impulsat per la Fundación Leitat, i un dels serveis que ofereix als projectes és l’assessorament i suport tecnològic. Per tal d’oferir aquest servei, el CIMTI compta amb Leitat i l’IAM3DHub com a consultors i avaluadors de projectes d’innovació.

D’altra banda, alguns dels projectes impulsats pel CIMTI es basen en la impressió 3D. El CIMTI compta amb les capacitats i recursos tant de Leitat com de l’IAM3DHUB sempre que algun dels projectes d’innovació té alguna necessitat que pugui ser resolta des de l’àmbit tecnològic que ens és propi. En aquests casos, evidentment, intentem respondre amb tot el nostre compromís.

“El CIMTI juga un paper clau en l’ecosistema d’innovació i emprenedoria en salut i social a Catalunya, ja que impulsa projectes d’alt impacte que millorin la qualitat de vida de la ciutadania”

El CIMTI està impulsant diversos projectes basats en la impressió 3D, com definiria el paper que juga aquesta entitat en l’ecosistema de l’emprenedoria de Catalunya?

Des del CIMTI, que compta amb el suport del Departament de Salut de la Generalitat de Catalunya i l’Agència de Qualitat i Avaluació Sanitàries (AQuAS), s’impulsen projectes innovadors en l’àmbit de la salut i social per tal que les innovacions d’alt impacte arribin al sistema i se’n pugui beneficiar la ciutadania.

Per a fer-ho, el CIMTI acompanya als projectes tant en l’etapa de maduració com d’implementació, seguint una metodologia pròpia que ha estat adaptada del Healthcare Innovation Cycle del CIMIT de Boston. En aquest procés el CIMTI assessora i dona suport als projectes en les àrees de negoci, mercat, compra pública d’innovació, regulatòria, clínica, tecnologia, inversió i comunicació.

El CIMTI juga un paper clau en l’ecosistema d’innovació i emprenedoria en salut i social a Catalunya. Mitjançant l’impuls a projectes d’alt impacte en l’àmbit dels dispositius mèdic-tecnològics, diagnòstic i salut digital, des del CIMTI es treballa per millorar la qualitat de vida de la ciutadania i de posar en valor i millorar el posicionament de Catalunya en termes d’innovació i tecnologia en l’àmbit sanitari i social.