mejora del diseÑo de dispositivos ... - … · dispositivos mÉdicos con ... advertencia que emite...

MEJORA DEL DISEÑO DE DISPOSITIVOS MÉDICOS CON

TECNOLOGÍA DE SIMULACIÓN Hoja técnica

DESCRIPCIÓN GENERALEsta guía para maximizar el aumento de la productividad en el sector del diseño médico proporciona una visión general de los numerosos retos a los que se enfrentan los diseñadores de productos médicos. Con ejemplos de dispositivos médicos ya desarrollados, aprenderá cómo un enfoque de ingeniería concurrente puede ayudarle a enfrentarse a todos esos retos empresariales y de diseño, así como a garantizar la calidad, la fiabilidad y la seguridad de los productos.

Mejora del diseño de dispositivos médicos con tecnología de simulación 1

INTRODUCCIÓNLos diseñadores y desarrolladores de productos médicos deben hacer frente a una serie de retos empresariales y de diseño específicos de su sector. La seguridad del paciente es tan importante como la eficiencia, la eficacia y la contención de gastos en el diseño de productos tales como implantes, sistemas de administración de medicamentos, equipos de diagnóstico, instrumen-tos de laboratorios clínicos, instrumentos quirúrgicos y envases de productos farmacéuticos.

RETOS DE NEGOCIOEl sector médico es extremadamente volátil y competitivo, y cambia a diario. Las empresas de dispositivos médicos no solo tienen que hacer frente a los retos habituales de diseño, como los tiempos de comercialización, la innovación, la reducción de costes o la competencia global, sino que también tienen la gran responsabilidad de la seguridad de los pacientes y que seguir estrictas normativas reguladoras.

Y eso no es todo. El control normativo, cada vez mayor, añade más presión a los fabricantes de dispositivos en cuestiones de seguridad y calidad totales. Dado que el número de cartas de advertencia que emite la FDA (Food & Drug Administration, Agencia reguladora de alimentos y medicamentos) es cada vez mayor, el tiempo y el presupuesto que dedican los fabricantes de dispositivos médicos a actividades reguladoras también está aumentando. De hecho, un tercio de las vacantes de I+D en el sector de los dispositivos médicos son en el departamento de Calidad y regulación, y un cuarto de los gastos de I+D van a parar a actividades reguladoras.

El grupo Emergo realizó recientemente la encuesta del sector de dispositivos médicos 2015 con más de 5400 participantes, en la que pidieron a varios cargos directivos del sector de dispositivos médicos que identificaran sus mayores retos. No nos sorprende encontrar los clásicos problemas normativos y retos financieros en esta lista. Lo que sí es sorprendente es que en el desarrollo de un nuevo producto se otorgue la misma importancia a estas preocupaciones tradicionales. la conclusión es que ahora, más que nunca, los diseñadores de dispositivos médicos tienen que desarrollar nuevos productos rápidamente, a un menor coste, y con garantía de alta calidad y rendimiento.

Por ejemplo, cuando Tensys Medical Inc. desarrolló el primer sistema no invasivo de control continuo de la tensión arterial, la compañía sabía que disponía de un pequeño margen de oportunidad y que debía lanzar el producto al mercado lo antes posible. La empresa atribuye este margen a las herramientas de validación de diseño de SOLIDWORKS®, que acortan el ciclo de diseño en un 60 % y contribuyen a crear un nuevo espacio en el mercado médico.

la conclusión es que ahora, más que nunca, los diseñadores de dispositivos médicos tienen que desarrollar nuevos productos rápidamente, a un menor coste, y con garantía de alta calidad y rendimiento.

Primer sistema no invasivo de control continuo de la tensión arterial, diseñado por Tensys Medical Inc.


Los desarrolladores de equipos médicos deben cumplir las normas y condiciones de los organismos gubernamentales y de consumidores, además de adaptar los productos a las demandas del cliente. Cuando los diseñadores del grupo Kerr deben idear el envase de un medicamento sin receta médica, por ejemplo, deben tener en cuenta que cumpla los requisitos de seguridad de menores y, al mismo tiempo, que sea fácil de abrir para personas de la tercera edad con artritis en las manos, todo ello sin olvidar las normas de la Comisión de Seguridad para Productos de Consumo.

Los ingenieros del grupo Kerr confían en SOLIDWORKS Simulation para dar con diseños que cumplan esos criterios. Si desean ser competitivos en el frenético sector de los productos médicos, los diseñadores de productos deben esforzarse por reducir los costes de desarrollo y fabricación y minimizar la exposición de responsabilidades del producto. Las herramientas de validación de diseño del software SOLIDWORKS les ayudan a conseguir estos objetivos día a día.

RETOS DE INGENIERÍAAdemás de las dificultades que plantean los rigurosos criterios anteriormente mencionados, entre los retos del diseño de productos médicos también se incluye la capacidad de diseñar teniendo en cuenta las cuestiones ergonómicas que afectan al tiempo de operación y al trauma del paciente. El coste cada vez mayor de los servicios médicos exige que los productos sean más eficientes y fáciles de utilizar para alcanzar los objetivos de reducción del tiempo de operación y de los costes quirúrgicos. El personal médico demanda unos estrictos requisitos estéticos que los diseñadores deben cumplir, junto con necesidades funcionales como el intervalo de movimiento y la fuerza de contacto que se exige a los instrumentos quirúrgicos para operaciones de cirugía específicas. Además, los materiales utilizados en los productos médicos se han vuelto muy sofisticados y los ingenieros de productos deben recibir formación sobre su fuerza y conductividad, así como sobre los efectos que la esterilización puede tener sobre sus propiedades.

Los dispositivos implantados, como las endoprótesis cardiovasculares, deben ser perfectos, ya que un defecto podría ser fatal. Los implantes ortopédicos, como las prótesis de cadera y rodilla, requieren un funcionamiento impecable para evitar que los pacientes sufran dolor o riesgo de fracturas. Los ingenieros de productos deben predecir la vida útil de los productos implantables de manera precisa, para que se les puedan retirar o sustituir a los pacientes cuando corresponda y sin poner en riesgo su vida.

La simulación virtual, con un enfoque de ingeniería concurrente, ayuda a los ingenieros de productos médicos a sopesar todas estas necesidades simultáneas y a obtener una garantía de la calidad, fiabilidad y seguridad de los productos. A continuación, se analizan algunos ejemplos específicos donde se citan historias de usuarios de dispositivos médicos.

El coste cada vez mayor de los servicios médicos exige que los productos sean más eficientes y fáciles de utilizar para alcanzar los objetivos de reducción del tiempo de operación y de los costes quirúrgicos.

SOLIDWORKS Simulation ayudó a los diseñadores del producto a optimizar modelos de CAD en 3D de SOLIDWORKS, como las articulaciones de mandíbula artificiales utilizadas en esta reconstrucción de mandíbula.


VALIDACIÓN DE DISEÑO PARA EL SECTOR DE LOS DISPOSITIVOS MÉDICOSEntre los objetivos de los ingenieros que realizan análisis de diseño se incluye la prueba de concepto, estudios de casos hipotéticos para determinar el mejor diseño, la confirmación del diseño y el asesoramiento para cumplir los requisitos normativos. La prueba de concepto es necesaria en las primeras etapas del ciclo de desarrollo. Los estudios hipotéticos pueden incluir variaciones en la geometría, los tipos de material y las diferentes cargas operativas. La verificación del diseño puede ayudar a probar la fiabilidad del producto y, al mismo tiempo, a reducir el número prototipos físicos, que implican una mayor inversión de tiempo y dinero. Se pueden llevar a cabo pruebas de caídas para garantizar la durabilidad de dispositivos portátiles y equipos de cuidados a domicilio. Por lo general, las agencias reguladoras aceptan los resultados de todas estas pruebas cuando las compañías solicitan la aprobación.

La FDA clasifica los productos médicos en tres niveles:

• Clase I: dispositivos pasivos que no se introducen en el cuerpo del paciente o que únicamente entran en contacto con la piel.

• Clase II: dispositivos activos o dispositivos que se utilizan para administrar fluidos al cuerpo del paciente.

• Clase III: dispositivos que se implantan en el interior del cuerpo del paciente.

La FDA está familiarizada con el FEA (Finite Element Analysis, Análisis de Elementos Finitos) e incluso espera recibir los resultados de validación de diseño junto con algunas peticiones, sobre todo de dispositivos de las clases II y III. Además, se espera que los resultados de dichos análisis coincidan con los obtenidos con los métodos experimentales establecidos.

El análisis con SOLIDWORKS Simulation evalúa el cumplimiento de los requisitos de los organismos reguladores en lo que se refiere a las pruebas de fiabilidad del diseño.

Mediante la utilización de SOLIDWORKS Simulation durante el rediseño de esta unidad de anestesia, los ingenieros de Dräger Medical, Inc. redujeron de 8 a 2 el número de prototipos utilizados en las primeras fases del desarrollo del producto.


SOLUCIONES DE SOLIDWORKS SIMULATIONEl software SOLIDWORKS es el programa CAD en 3D preferido por muchos fabricantes de equipamiento diagnóstico y clínico, herramientas quirúrgicas, implantes, sistemas de administración de medicamentos y sistemas de envases farmacéuticos.

Los ingenieros de productos que utilizan el software SOLIDWORKS deben resolver cuestiones de diseño como la comodidad de transporte de equipos que se trasladan con frecuencia dentro del recinto hospitalario; la facilidad de operación, maniobra y configuración para su uso en instalaciones médicas y en el domicilio; y, ante todo, la seguridad de los consumidores y el personal médico.

Desde los conceptos de diseño hasta las fases de diseño y validación de desarrollo del producto, la realización de pruebas durante cada fase del desarrollo del producto es crucial para saber cómo funcionarán y si se comportarán de la forma esperada. Las soluciones intuitivas de validación de diseño de SOLIDWORKS Simulation permiten que los usuarios del software CAD en 3D de SOLIDWORKS realicen una amplia variedad de simulaciones y aprovechen los datos CAD para tareas de ingeniería durante todas las fases del proceso de diseño. Además, como SOLIDWORKS Simulation está integrado en el software de CAD en 3D de SOLIDWORKS, los usuarios pueden realizar estos estudios sin tener que cambiar de una interfaz a otra.

La completa integración entre diseño y simulación también permite a los diseñadores de productos médicos realizar sencillas modificaciones de diseño y estudios específicos de la configuración, por lo que el fabricante puede adaptar los productos a necesidades concretas. La integración total entre SOLIDWORKS Simulation y el software de CAD en 3D de SOLIDWORKS ofrece múltiples beneficios para el ingeniero médico:

• La asociación entre el modelo de diseño y el modelo de simulación es del 100 %, por lo que los cambios y las variaciones del diseño se actualizan automáticamente en el modelo de simulación de casos hipotéticos.

• Amplia compatibilidad de datos CAD 3D: las propiedades de diseño se convierten en propiedades de ingeniería para un flujo de trabajo fluido y productivo, como las propiedades de los materiales, cierres, reconocimiento automático de dominio fluido en CFD (Computational Fluid Dynamics, Dinámica de Fluidos Computacional) y reconocimiento de la topología geométrica para la definición de malla.

• La herramienta de comunicación compartida con eDrawings permite que los resultados de la simulación se comuniquen fácilmente a todas las partes implicadas en el proyecto.

Mediante la utilización de SOLIDWORKS Simulation durante el rediseño de esta unidad de anestesia, los ingenieros de Dräger Medical, Inc. redujeron de 8 a 2 el número de prototipos utilizados en las primeras fases del desarrollo del producto.


SOLUCIÓN DE SIMULACIÓN PROBADALas funciones de pruebas virtuales de SOLIDWORKS Simulation se han creado sobre una sólida base de FEA. SOLIDWORKS Simulation, junto con las funciones de CFD de SOLIDWORKS Flow Simulation, las herramientas de moldeado por inyección de plástico de SOLIDWORKS Plastics, las funciones de sostenibilidad de SOLIDWORKS Sustainability y la simulación de un cuerpo rígido de SOLIDWORKS Motion, ha ayudado a los usuarios a probar dichos productos médicos como implantes ortopédicos, endoprótesis cardiovasculares, válvulas cardíacas artificiales, sistemas de administración de medicamentos para el cáncer, bombas de solución, monitores de presión sanguínea, unidades de anestesia, sistemas abiertos de administración de oxígeno, separadores centrífugos de sangre y sistemas de administración de fármacos sin aguja, entre otros.

Las soluciones de SOLIDWORKS Simulation aportan un enfoque nuevo y exclusivo de ingeniería concurrente. La solución, con herramientas de CAD incorporadas, ofrece los mayores niveles de precisión, junto con una filosofía de ingeniería única e intuitiva.

Funciones de análisisLas soluciones SOLIDWORKS Simulation ofrecen un conjunto de herramientas de ingeniería completas y coherentes, de forma que los ingenieros médicos pueden completar todas las pruebas de rendimiento con la misma solución. Estos realizan pruebas con una amplia variedad de parámetros (durabilidad, respuesta dinámica y estática, movimiento del ensamblaje, transferencia de calor, dinámica de fluidos y moldeo de plásticos por inyección) durante el proceso de diseño.

EstáticoSOLIDWORKS Simulation proporciona una amplia gama de funciones de análisis estructural, incluido el análisis estático para determinar tensiones, deformación y desviaciones. Con la información adquirida de este modo, los diseñadores de productos médicos pueden entender el comportamiento del producto en las primeras fases del proceso para mejorar el diseño o evitar fallos.

Estas herramientas de análisis son las más frecuentemente utilizadas y ayudaron a Tensys Medical a analizar un accionador que mueve un sensor sobre la muñeca del paciente durante la cirugía con el objetivo de encontrar la posición óptima para producir una señal continua en forma de onda de la tensión arterial del paciente, mediante un dispositivo seguro y no invasivo. La geometría del accionador es compleja, y los ingenieros de Tensys utilizaron el análisis de tensión lineal de SOLIDWORKS Simulation para localizar y eliminar las áreas sometidas a grandes tensiones. Posteriormente, los diseñadores optimizaron el modelo para aumentar su fiabilidad y crearon una pieza que podía doblarse de forma casi indefinida.

TérmicoEl análisis térmico calcula en el diseño médico la temperatura y la transferencia de calor del interior de los componentes y su alrededor. Este es un aspecto importante para el diseño de dispositivos médicos, ya que muchos productos contienen materiales con propiedades que dependen de la temperatura, además de existir posibles efectos en la temperatura del cuerpo humano, así como el calor generado por los componentes electrónicos incorporados en el producto. La seguridad del producto también es un factor que se debe tener en cuenta. Si un producto o componente se calienta demasiado, puede que los ingenieros tengan que diseñar una cubierta para protegerlo.

Dräger Medical de Alemania, líder mundial en equipamientos de cuidados intensivos, utilizó el análisis térmico y el estático lineal de SOLIDWORKS Simulation para estudiar el comportamien-to de varios materiales plásticos desde el punto de vista del rendimiento y el cumplimiento de las regulaciones oficiales cuando decidió cambiar el aluminio por el plástico en la fabricación de la unidad de gas de respiración de un ventilador.

La completa integración entre SOLIDWORKS y SOLIDWORKS Simulation permite a los diseñadores de productos médicos realizar sencillas modificaciones de diseño y estudios específicos de la configuración, por lo que el fabricante puede adaptar los productos a necesidades concretas.

El análisis térmico calcula en el diseño médico la temperatura y la transferencia de calor del interior de los componentes y su alrededor.


Frecuencia y vibraciónLas vibraciones de los dispositivos médicos pueden reducir su rendimiento, acortar su vida útil o incluso generar un mal uso del producto.

El análisis de frecuencias era especialmente importante para una gran empresa de dispositivos relacionada con el diseño y análisis de un nuevo escáner de CT (Computerized Tomography, Tomografía Computerizada). La empresa líder necesitaba conocer la frecuencia de un ensamblaje clave, por lo que necesitaba obtener los resultados con gran rapidez. El responsable del departamento de CAE afirma que el equipo pudo disponer de los resultados requeridos en 20 minutos en un PC, un análisis que, asegura, hubiese requerido varias semanas de trabajo de un ingeniero experto si se hubiesen utilizado otras herramientas.

ContactoEl análisis del contacto es importante para los ensamblajes de todos los productos y, en particular, en el campo de los productos médicos, donde la seguridad es crucial. Lo mismo se puede decir de la capacidad de determinar el factor de seguridad deseado de los productos médicos, donde un fallo prematuro puede causar lesiones o la muerte. Tenemos un ejemplo de un gran diseñador de dispositivos médicos encargado de desarrollar un sistema de inyección sin aguja. Este sistema fue diseñado que utiliza la presión para crear un flujo microfino de medicamento que penetra a través de la piel y deposita el fármaco en el tejido subcutáneo. Los ingenieros de la empresa realizaron análisis estáticos en el mecanismo de seguridad del dispositivo para predecir la fuerza de contacto necesaria para que se active. Tras varias modificaciones, SOLIDWORKS Simulation les ayudó a dar con el diseño final, que ofrecía el nivel deseado de fuerza de activación que necesitaban los pacientes en caso de emergencia.

Análisis de la frecuencia en un subensamblaje de un escáner de TC

SOLIDWORKS Simulation se utilizó en el desencadenador del dispositivo de inyección para determinar la fuerza de contacto necesaria para iniciar la inyección.


No linealEl análisis de tensión no lineal calcula las tensiones y deformaciones de los productos con las condiciones de materiales y carga más generales para:

• Cargas dinámicas (dependientes del tiempo)

• Grandes deformaciones de componentes

• Materiales no lineales, como el caucho o los metales, que superan el punto de elasticidad

El análisis no lineal es a menudo crucial para las aplicaciones médicas a fin de determinar los factores que pueden causar problemas en el dispositivo. La base de datos de materiales de SOLIDWORKS Simulation dispone de muchos modelos de materiales no lineales con propiedades predefinidas, incluido uno para Nitinol, una aleación con memoria de formas muy utilizada en dispositivos médicos. El análisis no lineal puede utilizarse en tareas como el análisis de la introducción de un catéter en una arteria para simular la resistencia y la torsión causadas por la resistencia del tejido humano.

Durante el proceso de diseño de una nueva endoprótesis coronaria y vascular que se deformase menos durante la inserción que las endoprótesis tradicionales, REVA Medical Inc. probó, con ayuda de SOLIDWORKS, la fiabilidad del dispositivo en el tiempo mediante múltiples análisis no lineales. Estos estudios se centraron principalmente en las conexiones soldadas que habían sido diseñadas para ser más flexibles, resistentes a la fatiga y menos susceptibles de romperse que los diseños anteriores. El análisis hizo posible realizar varios cambios en el diseño, que mejoraron el rendimiento, y finalizar el diseño prácticamente en la mitad del tiempo previsto.

El análisis no lineal de SOLIDWORKS Simulation permitió a los ingenieros de la Facultad de Odontología de la Universidad de Okayama diseñar una articulación artificial de mandíbula para pacientes con fracturas de esta articulación provocadas por artritis reumatoide o con retirada de la mandíbula. Analizaron diferentes modelos y materiales de planchas y tornillos y, con la ayuda del análisis no lineal, identificaron un material plástico específico como el más apropiado para la prótesis de mandíbula.

El análisis no lineal de SOLIDWORKS Simulation, junto con el análisis térmico y de tensión lineal, ayudó al Hospital Universitario Nacional de Copenhague (Dinamarca) a estudiar los implantes de columna vertebral de titanio sin necesidad de recurrir a pruebas invasivas en personas. Debido a que dichos implantes estaban pensados para perdurar durante toda la vida del paciente, la interacción entre el titanio y el hueso humano (un material no lineal) era especialmente importante. Los análisis no lineales mostraron a los investigadores cómo iba a crecer el hueso alrededor del implante.

Análisis no lineal de un dispositivo extensible mediante el material con memoria de formas Nitinol.


FatigaLa fatiga se define como una deficiencia que se produce cuando un elemento se somete a una carga repetida o variable, que nunca alcanza un nivel suficiente como para provocar un error en una aplicación individual. Los análisis de fatiga examinan la forma en la que los ciclos de carga constante o aleatorios pueden causar fallos estructurales. Para los ingenieros de dispositivos médicos, comprender cómo los productos y los materiales de larga duración logran superar la prueba del tiempo es fundamental para la seguridad del paciente y para garantizar el cumplimiento normativo.

Cardiovascular Systems, Inc. (CSI) está revolucionando el tratamiento de las enfermedades vasculares gracias al desarrollo de un dispositivo desechable basado en un catéter revestido de diamante. Los dispositivos se utilizan en un procedimiento que se denomina aterectomía orbital, que utiliza fuerza centrífuga para esmerilar hasta el 90 por ciento de la obstrucción de la placa arterial.

Dado que todos los dispositivos para la aterectomía orbital que CSI utilizaba en sus ensayos clínicos eran de acero, la fabricación de versiones desechables tras la aprobación de la FDA requería un examen de materiales más económicos. Con el software SOLIDWORKS Simulation Premium, los ingenieros de la empresa pudieron analizar minuciosamente la combinación de plásticos de gran resistencia que utilizaban para validar el rendimiento antes de las pruebas.

"Con el software SOLIDWORKS Simulation, somos capaces de realizar análisis estructurales y de fatiga para optimizar nuestro diseño y nuestra selección de materiales. Este tipo de información fue clave para controlar los costes, garantizar la calidad y cumplir el calendario", afirma Christopher Narveson, director de servicios de diseño e ingeniería. Como resultado de estos análisis de fatiga, CSI fue capaz de reducir el tiempo de desarrollo en un 25 %.

OptimizaciónUno de los objetivos de las pruebas virtuales durante la fase de diseño es mejorar el compor-tamiento del producto en entornos que suponen limitaciones. Los ingenieros de productos pueden realizar análisis de optimización estructural mediante SOLIDWORKS Simulation inte-grado en CAD para lograr la mejor relación resistencia-peso, frecuencia o rigidez posibles en los diseños.

Para los ingenieros de dispositivos médicos, la optimización del diseño puede aumentar el valor de un producto mediante la mejora de su rendimiento dentro de su entorno operativo y la reducción del coste de producirlo gracias a la disminución de la cantidad de material empleado para ello. Al utilizar la optimización, el ingeniero de productos incrementará sus conocimientos acerca del comportamiento de su producto y mejorará el diseño.

CSI está revolucionando el tratamiento de las enfermedades vasculares gracias al desarrollo de productos como PREDATOR 360, un dispositivo desechable basado en un catéter revestido de diamantes.


Dinámica de fluidos computacional (CFD)Las cuestiones relativas al flujo de fluidos son importantes en las aplicaciones médicas. Ya sea a través de válvulas cardíacas artificiales, bombas de solución, sistemas de administración de oxígeno y muchos otros productos similares, los diferentes fluidos deben desplazarse de forma fiable, tal y como se ha diseñado y a las temperaturas prescritas. SOLIDWORKS Flow Simulation facilita enormemente el estudio de estas cuestiones. Al igual que SOLIDWORKS Simulation, SOLIDWORKS Flow Simulation está totalmente integrado en el software de CAD en 3D de SOLIDWORKS.

SOLIDWORKS Flow Simulation puede simular el flujo de fluidos, incluidos los no newtonianos, la mezcla de fluidos, la transferencia térmica conjugada con flujo de fluidos y el flujo externo o interno. El flujo de la sangre es un buen ejemplo de fluido no newtoniano.

En el caso del sistema de ventilación de Dräger Medical, SOLIDWORKS Flow Simulation sirvió de ayuda a los diseñadores para estudiar los efectos causados por el cambio de posición del flujo de gas en el sistema de ventilación, con el objetivo de garantizar que los pacientes recibieran suficiente oxígeno. La compañía reveló que el uso de SOLIDWORKS Flow Simulation, junto con los análisis térmicos y de la tensión estática lineal, redujo el tiempo de pruebas en un 50 % y también el número de prototipos físicos requeridos en un 75 %.

El desarrollador de equipamiento médico canadiense Southmedic™ diseñó OxyArm™, el primer sistema abierto de administración de oxígeno de contacto mínimo. La tecnología de este dispositivo se basa en patrones de flujo de tipo antorcha o vórtice generados dentro de un vaso difusor para administrar el nivel de concentración correcto al paciente en diferentes caudales. El análisis requirió una combinación de flujos internos y externos en el proceso de la mezcla de aire y oxígeno. SOLIDWORKS Flow Simulation permitió realizar complejos análisis de CFD de forma muy sencilla. Ajustando el diseño, los ingenieros de Southmedic obtuvieron rápidamente el nivel de rendimiento deseado en un proceso invisible a simple vista, con lo que ahorraron tiempo y dinero.

SOLIDWORKS Flow Simulation puede simular el flujo de fluidos, incluidos los no newtonianos, la mezcla de fluidos, la transferencia térmica conjugada con flujo de fluidos y el flujo externo o interno. El flujo de la sangre es un buen ejemplo de fluido no newtoniano.

Totalmente integrada con SOLIDWORKS 3D CAD, la herramienta de CFD intuitiva de SOLIDWORKS Flow Simulation permite simular el flujo del líquido en condiciones reales.

Southmedic aprovechó los beneficios de la simulación integrada en CAD para reducir el ciclo de diseño en un 45 %.


Simulación de movimientoSOLIDWORKS Motion Simulation ayuda a los ingenieros médicos a garantizar que los equipos y los instrumentos se muevan de forma suave, sin sobresaltos en el movimiento y en el comportamiento con carga. Los resultados de los datos de carga de la simulación de movimiento también pueden transferirse a SOLIDWORKS Simulation para comprobar la resistencia de las piezas, lo cual es muy importante para optimizar el diseño de productos médicos.

Por ejemplo, un fabricante de instrumental y dispositivos quirúrgicos para cirugía mínimamente invasiva debía comprobar los perfiles de carga de componentes tales como grapadoras, cierres y retractores. Para determinar esta información, la empresa buscaba optimizar la fuerza necesaria para activar y desactivar el mecanismo de un instrumento que sujeta el tejido humano durante la cirugía. Los diseñadores utilizaron SOLIDWORKS Simulation para obtener los datos de fuerza gracias a la simulación del movimiento y los utilizaron parar modificar su diseño. Tras solo algunas repeticiones, lograron optimizar el diseño final, fácil de usar para los cirujanos y que, además, causaba el menor daño posible al paciente.

SostenibilidadLas empresas líderes en el sector de los dispositivos médicos persiguen nuevas estrategias de sostenibilidad corporativa a fin de reducir costes y maximizar beneficios de forma más sostenible. El compromiso con la sostenibilidad en este sector es cada vez mayor y tiene un impacto en los procesos de desarrollo de productos. SOLIDWORKS Sustainability ofrece resultados medioambientales que permiten la actuación al medir el impacto medioambiental en diseños individuales a lo largo del ciclo de vida del producto, incluidos los efectos del material, la fabricación, el ensamblaje y el transporte.

Además de ayudarle a reducir los costes de producción y a desarrollar productos más ecoló-gicos, la evaluación medioambiental puede reducir el coste total de propiedad (TCO) de los productos al evaluar los efectos potenciales del transporte, uso y desecho.

PlásticosLa mayoría de los pequeños dispositivos médicos están fabricados con plásticos. A los diseña-dores de piezas de plástico y de moldes de inyección, SOLIDWORKS Plastics les proporciona simulaciones de moldeado por inyección fáciles de utilizar de manera directa, así como análisis de CAE avanzados. Permite simular el flujo del plástico fundido durante el proceso de moldeado por inyección para predecir posibles defectos en piezas y moldes asociados a la fabricación. De esta manera, puede evaluar con rapidez la factibilidad de fabricación mientras diseña para eliminar el elevado coste de tener que volver a realizar moldes, mejorar la calidad de las piezas y acelerar el tiempo de comercialización.

Para Strong Arm Technologies, los creadores del galardonado Strong Arm Ergoskeleton, SOLIDWORKS Plastics ha desempeñado un papel fundamental para garantizar la optimización del diseño del sistema de elevación para la viabilidad de fabricación. El vicepresidente del departamento de ingeniería, Michael Kim, explica su experiencia: "Tenemos que asegurarnos de poder producir y ensamblar de forma rentable las numerosas piezas del producto sin que ello afecte al rendimiento. Las herramientas de análisis, diseño para la viabilidad de fabricación y moldeado por inyección de SOLIDWORKS nos permiten producir de forma asequible un producto con un alto rendimiento y durabilidad.

Por ejemplo, SOLIDWORKS Plastics nos permite realizar nuestras piezas a través de un proceso virtual de moldeado por inyección, de forma que podamos detectar posibles problemas de ángulo de salida o llenado antes de invertir en herramientas", continúa Kim. "Con las soluciones de diseño para la viabilidad de fabricación de SOLIDWORKS, ahorraremos tiempo y dinero mediante la colaboración con nuestros partners de fabricación al simplificar todo el proceso".

Utilice SOLIDWORKS Sustainability para reducir los costes de producción y elaborar productos más ecológicos, al tiempo que saca provecho de la evaluación ambiental para reducir el coste total de propiedad (TCO) del producto mediante la evaluación de los posibles efectos del transporte, del uso y de los desechos.

Con las herramientas de simulación de SOLIDWORKS, Strong Arm Technologies realizó estudios de rendimiento del diseño que permitieron a la empresa optimizar la distribución de la carga, lo que se tradujo en un producto más ligero, más fuerte y más eficaz.

CONCLUSIÓNLos diseñadores de productos médicos tienen que satisfacer las necesidades de los médicos, la seguridad de los pacientes, y de los organismos reguladores. Nunca pueden comprometer la calidad, puesto que hay vidas que dependen del rendimiento del producto. Para tener la certeza de que cumplen todos estos requisitos, los diseñadores de productos médicos tienen ahora acceso a herramientas de ingeniería exclusivas con una solución integrada de Simulation CAD. Esto les ofrece la posibilidad de realizar pruebas, en las primeras etapas del proceso, del rendimiento de su diseño para mejorar los conceptos, optimizar el diseño y detectar fallos. Con este enfoque, pueden cumplir la normativa de calidad y ajustarse a los límites de coste. ¿El resultado? Una innovación más rápida de productos que cumplen con la normativa y que están listos para convertirse en los últimos avances médicos. Si tiene que hacer frente constantemente a plazos cada vez más cortos, a competidores que le pisan los talones y a complejas exigencias normativas, el software de CAD y las funciones de simulación incorporadas le permitirán sortear todas las dificultades y dar vida a sus avances médicos antes que nunca.

La plataforma 3DEXPERIENCE impulsa nuestras aplicaciones y ofrece un extenso portfolio de experiencias que dan solución a 12 industrias diferentes. Dassault Systèmes, la compañía de 3DEXPERIENCE®, suministra a empresas y usuarios universos virtuales en los que pueden dar rienda suelta a su imaginación para crear diseños innovadores y sostenibles. Sus soluciones, líderes mundiales, transforman las fases de diseño, producción y asistencia de todo tipo de productos. Las soluciones de colaboración de Dassault Systèmes fomentan la innovación social, lo que amplía las posibilidades de que el mundo virtual mejore el mundo real. El grupo aporta un gran valor a más de 190 000 clientes de todos los tamaños y sectores en más de 140 países. Si desea obtener más información, visite www.3ds.com/es.

AméricaDassault Systèmes SolidWorks Corporation175 Wyman StreetWaltham, MA 02451 USA+1 781 810 [email protected]

Sede corporativaDassault Systèmes10, rue Marcel DassaultCS 4050178946 Vélizy-Villacoublay CedexFrance

Dassault Systèmes España [email protected]

© 2

01

5 D

assa

ult S

ystè

mes

. Res

erva

dos

todo

s lo

s de

rech

os. 3

DEX

PER

IEN

CE®, e

l ico

no d

e Co

mpa

ss y

el l

ogot

ipo

de 3

DS,

CA

TIA

, SO

LID

WO

RKS

, EN

OVI

A, D

ELM

IA, S

IMU

LIA

, GEO

VIA

, EXA

LEA

D, 3

D V

IA, 3

DSW

YM, B

IOVI

A, N

ETVI

BES

y 3

DEX

CITE

son

mar

cas

com

erci

ales

re

gist

rada

s de

Das

saul

t Sys

tèm

es o

sus

filia

les

en E

E. U

U. u

otr

os p

aíse

s. E

l res

to d

e m

arca

s co

mer

cial

es p

erte

nece

n a

sus

resp

ecti

vos

prop

ieta

rios

. El u

so d

e cu

alqu

ier m

arca

regi

stra

da d

e D

assa

ult S

ystè

mes

o s

us fi

liale

s es

tá s

ujet

o a

su a

prob

ació

n ex

pres

a po

r esc

rito

.

mejora del diseÑo de dispositivos ... - … · dispositivos mÉdicos con ... advertencia que emite...

Documents