por Paola Granda hace 5 años
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Ya se sabe que las tecnologías de fabricación aditiva está cambiando los modos de producción, aunque todavía es difícil competir con ciertos métodos convencionales, y la razón principal es que la velocidad aún se considera lenta. La impresión 3D de grandes series lleva tiempo y aún no aparece como el método preferido para muchos sectores. Sin embargo, el campo médico está muy interesado en esta tecnología con la capacidad de crear soluciones adaptadas a cada paciente.
La impresión 3D médica aparece entonces como una nueva solución para crear dispositivos personalizados que satisfagan las necesidades de los pacientes.
El principal beneficio de los órganos impresos en 3D es que pueden ser modificados de manera que se adapten por completo al organismo del receptor. Las donaciones buscan que un órgano externo se adapte al nuevo organismo, sin embargo en algunos casos el órgano es rechazado por diferentes motivos.
Otra ventaja fundamental es que gracias a este tipo de técnica no será necesario esperar donantes, sino que se podrán fabricar órganos a demanda, acortando los plazos en gran medida. La impresión es casi instantánea, por lo que podemos tener el tejido que necesitamos al momento. Una vez fabricado se implanta de la misma manera que lo haríamos con un órgano donado.
Los injertos de piel llevan ya tiempo formando parte de los tratamientos médicos, siendo a la vez extremadamente dolorosos, ya que se cogen fragmentos de piel sana para cubrir una zona dañada del cuerpo.
Cuatro estudiantes de la Universidad de Leiden (Holanda) han desarrollado un proceso, combinando una impresora 3D y la tecnología que mencionabamos antes, de celulas madre inducidas (iPS) que permiten crear células madre a partir de células ya diferenciadas.
Dado que las células madre inducidas se desarrollan a partir de las propias células del paciente, se reducirían las respuestas inmunes al nuevo tejido.
La importancia de este descubrimiento radica sobre todo en el tratamiento de heridas de gran extensión, dada la dificultad de encontrar injertos de piel de ciertos tamaños.
Investigadores de la Universidad de Pensilvania y el Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT) han descubierto un modo de imprimir vasos sanguíneos, usando azúcar como “tinta” en una impresora RepRap. Los investigadores publicaron su descubrimiento en Nature y resumieron los resultados en una declaración.
Más que intentar imprimir un gran volumen de tejido y dejar canales en una aproximación capa a capa, los investigadores se centraron en la vascularización y diseñaron filamento 3D en un sistema vascular asentado en un molde, lo cual permite eliminar el molde y la plantilla una vez se desarrolla el tejido alrededor de los filamentos.
La fórmula utilizada, una combinación de sacarosa y glucosa con
dextrano y refuerzo estructural, se imprime con una RepRap, una impresora 3D de código abierto con un extrusor diseñado al efecto y un software de control.
Un paso importante en la estabilización de las plantillas de azúcar es la aplicación de una fina película de polímero degradable derivado del maíz.
Este recubrimiento permite a la plantilla de azucar ser disuelta y salir del gel a traves de los canales, sin inhibir la solidificación del mismo ni dañando a las células de alrededor.
Una vez se elimina el azucar, los investigadores comienzan a dejar fluir un líquido a través de la estructura vascular y las células comienzan a recibir nutrientes y oxígeno de forma similar a lo que ocurre en la naturaleza
Una de las grandes revoluciones pendientes en el mundo de la salud será la capacidad de desarrollar órganos y tejidos humanos que puedan ser utilizados por los médicos para pacientes necesitados de trasplantes, en especial para aquellos cuya situación sea más grave y sin embargo, hoy en día, no pueden acceder a tiempo a las donaciones que necesitan debido a las largas listas de espera. Una compañía israelí especializada en impresiones en 3D ha conseguido desarrollar un sistema para imprimir de forma masiva células madre, lo que abre la posibilidad de crear esos órganos y tejidos humanos mediante este sistema.
Se trata de una oreja totalmente artificial, consistente en dispositivos electrónicos, alojados en una estructura biónica: una estructura tridimensional a forma de esqueleto, con células cartilaginosas que, 10 semanas más tarde, dan lugar a una oreja completa.
Incluso posee una antena extremadamente sensible a las microondas, por lo que esta oreja podría convertirse en un buscador de satélites permitiendo al oído humano escuchar la radio y otras señales electromagnéticas.
Solo tendríamos que proveerla de los nutrientes necesarios para sus células (a través de la vascularización), y tras ese paso, podríamos crear también la piel y colocarla sobre una cabeza.
Muchas personas necesitan urgentemente distintos tipos de prótesis, pero por desgracia no todos ellos pueden costeárselas.
Esto es especialmente importante cuando hablamos de ortopedia infantil, pues las piezas han de ser sustituidas a medida que los niños crecen, pues se facilita el proceso de creación de estas piezas, a la misma vez que disminuye el esfuerzo económico para reemplazarlas cuando se necesitan.
Si supiéramos cuál es el estado de la fractura, podríamos diseñar por ordenador cuál debe ser el mejor material que se adapte al daño producido, para conseguir mimetizar las propiedades mecánicas del hueso fracturado. Estos materiales sintéticos, conseguidos mediante impresión 3D, podrían entonces adaptarse en los pacientes y utilizarse de manera habitual en medicina
La contribución de la impresión 3D a la industria dental ha cambiado las reglas del juego, según el científico Andrew Daewood, ya que antes de que esta tecnología se convirtiera en noticia, se llevaba usando ya 10 años, para hacer cosas que no podrían realizarse de otro modo.
La impresión 3D aumenta la calidad de las piezas y acelera la producción.
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No sólo eso, sino que el escaneado y modelado en 3D de los problemas dentales de los pacientes permitiría incluso el enviar los archivos CAD creados a otros especialistas, lo cual podría aplicarse a la obtención de segundas opiniones médicas, tal y como se ve en el siguiente vídeo de Stratasys.
La revolución comenzó en este caso en 1998, y en la actualidad el 98% de los audífonos existentes en la actualidad se han fabricado usando
impresión 3D, con tremendos avances desde entonces, llegando una sola máquina actual a imprimir 30 aparatos en solamente hora y media.
En la actualidad, se investiga en la fabricación de microbaterías de litio
para la alimentación de estos y otros dispositivos.
En el hospital del futuro, el departamento de impresión 3D será tan importante como el de radiología. En una operación de pelvis, disponer de una reproducción 3D de la pelvis del paciente antes de realizar la intervención puede reducir entre una y dos horas el tiempo de quirófano. La impresión 3D reduce las molestias, los riesgos para el paciente y supone un ahorro de costes.
Partiendo de información pre-operatoria es posible producir implantes adaptados a cada paciente, placas para el tratamiento de fracturas, guías quirúrgicas e instrumental personalizado.
“De este modo es posible planificar abordajes o ensayar la intervención repitiendo con modelos impresos los mismos pasos que se van a realizar durante la operación. Todo esto supone una mejora en la precisión y un importante ahorro de tiempo quirúrgico, disminuyendo el porcentaje de complicaciones pre-operatorias, con el consecuente valor socio-económico que todo esto supone para un sistema sanitario”
Además, es posible modificar las piezas con facilidad a lo largo de la vida del paciente para adaptarlas a sus circunstancias personales.
Permite fabricar productos sin costes añadidos, con independencia de que se tenga que fabricar un número concreto de piezas iguales o distintas.
Por un lado, la complejidad geométrica no encarece el proceso. Para la fabricación aditiva, la reproducción real de una pieza no supone una gran dificultad en comparación con los métodos convencionales, que deben superar ciertos retos de fabricación como la esbeltez, el vaciado interior o las formas irregulares a través de procesos de alto coste.
