De las prótesis de mandíbula al corazón humano: lo que puede hacer la impresión 3D en la medicina


La impresión 3D se inventó en la década de 1980. Han pasado muchas cosas desde entonces, especialmente en medicina. En este artículo describimos lo que ya es posible ahora y qué áreas de aplicación podrían agregarse en el futuro.

Revolución en la fabricación de prótesis
La impresión 3D ha permitido métodos de tratamiento en medicina que eran impensables hace solo una década. La velocidad con la que se están produciendo las innovaciones, desde la forma en que se llevan a cabo las operaciones hasta el desarrollo de nuevas terapias y la fabricación de dispositivos médicos, está aumentando todo el tiempo. “A nivel mundial, la industria manufacturera está experimentando actualmente una transformación en la que las empresas están integrando las posibilidades de la fabricación aditiva en sus procesos de trabajo, que originalmente se basaban en métodos de fabricación tradicionales. La industria de la tecnología médica no es una excepción y podemos ver que estos fabricantes altamente especializados ahora están comenzando a aprovechar la impresión 3D en el diseño de implantes e instrumentos ".

Un ejemplo de esto es el uso de prótesis fabricadas individualmente después de una operación de tumor en el área de la mandíbula. Antes del uso de la impresión 3D, las prótesis de plástico tenían que producirse con un largo trabajo manual después de que se retiraba el hueso dañado. Sin embargo, estos no tenían propiedades óptimas. Debido al material utilizado, fue difícil adaptarlos al 100 por ciento a la mandíbula circundante, lo que dificultó el proceso de curación y luego a menudo provocó complicaciones. Hoy es diferente. Gracias a la impresión 3D, se puede producir en un modelo CAD a partir de un escaneo en muy poco tiempo, que sirve como prototipo para la prótesis de titanio posterior. Debido a su estructura esponjosa, es muy similar al hueso natural y por lo tanto ofrece las mejores condiciones.

Las empresas de tecnología médica confían cada vez más en la impresión 3D industrial. Debido al creciente número de materiales biocompatibles y al aumento de la estabilidad del proceso, la velocidad de construcción y el uso simplificado de la máquina, esta tecnología moderna se está volviendo cada vez más atractiva para nosotros y para toda la industria médica. La empresa Ottobock, que ahora es conocida internacionalmente por sus innovadoras prótesis y ortesis, fue fundada en 1919 con el fin de dotar a los numerosos inválidos de guerra con las ayudas adecuadas que les devolvieran un poco de calidad de vida tras el fin de la Primera Guerra Mundial. Y Güngör Kara continúa informando en la conversación: “Ya estamos imprimiendo ortesis y componentes para prótesis mediante fabricación aditiva y estamos aumentando gradualmente el número de aplicaciones. La gran ventaja para nuestros clientes: las ayudas se diseñan y fabrican individualmente para adaptarse al paciente. Sin embargo, está lejos de alcanzarse todo el potencial de la impresión 3D industrial y están surgiendo nuevas soluciones y áreas de negocio a través de materiales adicionales y máquinas más potentes ”.

Tejido celular viable de la impresora 3D
Para abrir nuevas áreas de aplicación para la impresión 3D médica, es esencial desarrollar nuevos materiales. Deben ser duraderos y biológicamente compatibles. Después de todo, especialmente cuando se usa en el cuerpo humano, no debería haber daños imprevistos o reacciones de rechazo. Gracias a esta investigación continuamente avanzada, incluso el tejido celular de la impresora 3D ha dejado de ser ciencia ficción hace mucho tiempo, y esto no solo se refiere al informe de la cadena de comida rápida KFC, que recientemente informó que estaban trabajando en la producción de nuggets de pollo imprimibles. El año pasado, científicos en Israel ya habían logrado imprimir en 3D un corazón humano con cámaras y vasos sanguíneos. En ese momento, sin embargo, aún no estaba operativo como órgano de reemplazo. Hay dos razones para esto: por un lado, el tamaño era significativamente más pequeño y tenía aproximadamente el tamaño del corazón de un conejo. Por otro lado, las células artificiales aún no tenían la capacidad de contraerse sincrónicamente, lo que, sin embargo, sería absolutamente necesario para un órgano funcional. Pasará algún tiempo antes de que se puedan imprimir los órganos que realmente se pueden utilizar en el organismo humano. Sin embargo, ya se han logrado logros médicos considerables en la investigación con ratas y ratones: en 2016, por ejemplo, la fabricación de implantes fue un éxito en el que realmente crecieron vasos sanguíneos en los cuerpos de los pequeños roedores después de que fueron insertados. Un año después, investigadores de la Universidad Northwestern en Chicago informaron que habían logrado por primera vez trasplantar ovarios impresos en 3D hechos de gelatina , que los ratones de laboratorio habían utilizado para tener descendencia que también era fértil.

El estado actual de la investigación muestra: Los órganos humanos de reemplazo de la impresora 3D ya no son pura teoría, sino que en realidad podrían volverse prácticos en un futuro previsible, incluso si se tiene que hacer mucha investigación hasta entonces. Pero hay algunas otras áreas de aplicación a través de las cuales los métodos innovadores ya son posibles en medicina, como explica Gautam Gupta de 3D Systems: "Planificación quirúrgica virtual: un enfoque basado en servicios para la cirugía individual, en el que el conocimiento especializado en imágenes médicas, simulación quirúrgica e Impresión 3D: permite a los cirujanos realizar el procedimiento esencialmente de forma digital antes de ingresar al quirófano ”. Esto significa que los aspirantes a cirujanos en particular pueden practicar mucho mejor y con más frecuencia de esta manera. E incluso las intervenciones complicadas que no están a la orden del día se pueden simular y planificar de manera realista con este método. "Tras una reunión preliminar digital entre los técnicos biomédicos y el cirujano, se diseñan y producen modelos específicos del paciente, herramientas e instrumentos quirúrgicos personalizados para su uso en áreas estériles con una impresora 3D", explica Gupta. Y: "En las aplicaciones clínicas en las que se utiliza actualmente la planificación quirúrgica virtual, se ha demostrado que las soluciones mejoran la precisión y los resultados quirúrgicos, un ahorro de tiempo en el quirófano que beneficia tanto al cirujano como al paciente". se puede reproducir de manera realista y planificar con anticipación utilizando este método. 

Y hay otra gran ventaja de la impresión 3D que tampoco debe subestimarse: lo que se quiere decir es la capacidad de fabricar las herramientas necesarias de forma completamente independiente. Por último, pero no menos importante, la crisis del corona virus ha demostrado lo fatal que puede ser, especialmente en el campo médico, depender de fabricantes y proveedores externos en tiempos de crisis. Incluso la impresión de máscaras respiratorias es posible gracias al proceso de impresión 3D y, en teoría, incluso para todos en casa.

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