Salud: La otra impresión 3D

En general, cuando se piensa en impresión 3D, el escenario más visitado es Manufactura Discreta. Pero Salud está encontrando cada vez más casos de uso, en función de los nuevos materiales y las tecnologías innovadoras que surgen a la luz. Ingenieros y profesionales de la medicina están innovando de manera conjunta. ¿Cómo se está desarrollando este mercado? Aplicaciones y casos que inspiran.

A escala global, según IDC, el gasto total en impresión en 3D —incluyendo hardware, software, materiales, insumos— llegará a US$ 12.000 millones en 2018: un crecimiento anual de cerca del 20% respecto de 2017. Éste es, decimal más, decimal menos, el ritmo de crecimiento esperado para los próximos tres años. La expectativa es que hacia 2021 el volumen del gasto llegue a US$ 20.000 millones.

En conjunto, las impresoras 3D y los materiales suman cerca de dos tercios del gasto global total (con un estimado de US$ 6.900 millones y US$ 6.700 millones respectivamente en 2021). Los servicios vienen detrás, con una expectativa de US$ 5.500 millones, liderados por servicios de partes bajo demanda y servicios de integración de sistemas, y el software muestra una tasa de crecimiento más lenta, por debajo del 19% compuesto anual en un período de cinco años.

Si bien Manufactura Discreta será la industria dominante para la impresión 3D, con más de la mitad del gasto estimado en el período 2017-2021, Salud será la segunda industria más importante, con cerca de US$ 1.300 millones en 2018, y una tasa compuesta de crecimiento interanual en este período de más del 35%. Vale la pena entonces conocer qué se está haciendo hoy en esta materia.

IMPRESIÓN DE “PARTES” Y HERRAMIENTAS

Desde hace varios años, el proyecto de prótesis gratuitas de Atomic Lab, liderado por Gino Tubaro, viene cambiándole la vida a centenares de chicos, a través de la entrega de brazos y manos ortopédicas realizadas con técnicas de impresión en 3D. Sin embargo, en el campo de la Cirugía Ortopédica y la Traumatología se comienzan a utilizar técnicas de impresión 3D para intervenir fracturas o resolver deformidades en huesos (pelvis, rodilla, hombro y columna, sobre todo). Desde abril del año pasado, por ejemplo, el Hospital Universitario Virgen del Rocío (Sevilla, España), benefició a medio centenar de pacientes con estos procedimientos, que permiten obtener diversos biomodelos reales de pacientes y herramientas en tiempos o costos que antes eran impensables. La impresión 3D permite la fabricación de prótesis, implantes e incluso tejidos, abriendo un novedoso campo de investigación, desarrollo e innovación. Estos procesos, de más está decirlo, exigen una gran colaboración entre los ingenieros y los profesionales de traumatología y ortopedia.

En los primeros días de 2018, el Servicio de Cirugía Oral y Maxilofacial de la Gerencia de Atención Integrada de Albacete, dependiente del Servicio de Salud de Castilla-La Mancha, realizó una reconstrucción maxilar completa, incluidos implantes dentales, utilizando para reconstruir la zona un trasplante autólogo de tejidos y valiéndose de réplicas físicas exactas 3D de la parte afectada que se debía reconstruir y la zona donante. Este tipo de trasplantes autólogos para reconstrucciones complejas, pero sólo en los últimos años y gracias a la tecnología de impresión 3D, se pudieron aplicar estos avances en casos expecíficos para conseguir mejores resultados funcionales y estéticos.

Es el caso de la cirugía realizada en el Complejo Hospitalario Universitario de Albacete, la intervención permitió tratar a una mujer de 23 años con una lesión expansiva en el maxilar superior derecho (un tipo de tumor benigno, poco frecuente). El tratamiento más adecuado en estos casos implica una cirugía radical para eliminar la lesión y una reconstrucción inmediata, para lo que se utiliza tejido de la propia paciente, en este caso de la cadera. Previamente a la cirugía se realiza a la paciente un estudio de imágenes (tomografía computada) que permite reconstruir tridimensionalmente esa imagen. Esa reconstrucción tridimensional es de gran ayuda en el momento de plantear la intervención quirúrgica, sobre todo en zonas con variabilidad anatómica y difícil acceso, como era el caso. Una impresión en 3D de esta reconstrucción permitió a los profesionales obtener réplicas físicas exactas de la zona a extirpar, así como de la zona donante. Con vistas a la rehabilitación dental, se realizaron varias impresiones dentales previas a la cirugía y copias de su dentadura en escayola. Dichos moldes de escayola sirvieron para la confección de una férula quirúrgica que permitió la colocación de los implantes en una posición óptima para soportar la prótesis definitiva sobre el hueso de la cadera ya colocado en boca recreando de forma muy precisa su hueso maxilar. La fase final de este proceso requirió la colaboración de un odontólogo que realizó la prótesis dental sobre los implantes.

En México, el Cuerpo Académico de Medicina y Epidemiología Molecular de la Universidad Autónoma de Zacatecas comenzó un trabajo de investigación en el desarrollo de nuevas terapias de medicina regenerativa, que involucra el uso de una bioimpresora 3D para el tratamiento de lesiones de piel y otros tejidos, asociados con el pie diabético. El proyecto, que planean terminar en los primeros meses del año próximo, tiene como objetivo desarrollar un implante para regenerar el tejido dañado en lesiones por pie diabético en pacientes con diabetes mellitus mediante bioimpresión 3D. El implante se generará con células embebidas en un material de soporte especializado para albergarlas y que sea adaptable al sitio de la lesión para que una vez colocado en la úlcera permita que las células proliferen para restaurar el tejido dañado. El proyecto está dividido en dos etapas, la primera consiste en analizar y seleccionar cuáles son las células más adecuadas para la creación del tejido —por ejemplo, células madre mesenquimales, fibroblastos, entre otras— y evaluarlas in vitro en un implante 3D bioimpreso. La siguiente etapa es la evaluación in vivo mediante un ensayo preclínico —con modelo murino— al que se le inducirá diabetes y una lesión similar a la de pie diabético, para evaluar la efectividad del implante.

TINTAS FARMACOLÓGICAS Y BACTERIANAS

Partes corporales no son, ni por lejos, los únicos objetos que pueden imprimirse en 3D relacionados con la Salud. FabRx es un startup creado por miembros formados en el University College London que vieron el potencial de la tecnología de impresión 3D (concretamente de la llamada “extrusión semisólida”) para fabricar medicamentos y dispositivos sanitarios personalizados. Por estos días, lanzaron una campaña de financiación para dar impulso a estas ideas. Entre otras posibilidades, esta tecnología podría ayudar a crear medicamentos que contienen las dosis exactas de fármaco que un paciente necesita en un solo imprimido (medicina impresa en 3D). Además, ofrece la posibilidad de crear un sistema de medicina personalizada controlado por computadora, donde la dosis puede ser diferente cada día de la semana, por lo que no sería necesario partir comprimidos o tomar muchos juntos. Incluso se podría incorporar múltiples fármacos dentro de un impreso para hacer combinaciones.

La idea inicial que tuvieron los miembros de FabRx era utilizar una impresora 3D de caramelos, concretamente la Magic Candy Factory. Ya desarrollaron “polipíldora” denominada Printlet con formulaciones masticables similares a las gominolas (o gomitas) y con una amplia gama de formas, tamaños, colores, texturas y sabores. Utiliza software CAD para diseñar tabletas antes de la impresión. Así puede fabricar pastillas de cualquier geometría, incluidas aquellas que no se pueden obtener con la compactación en polvo.

Investigadores de ETH Zurich (Suiza) están experimentando con impresión 3D en base a tintas de bacterias vivas. El desarrollo puede conducir a dispositivos como filtros sanguíneos implantables y fábricas bacterianas que puedan producir biomoléculas para medicamentos y otra serie de terapias. Los investigadores crearon una tinta de hidrogel dentro de la cual se pueden introducir cultivos bacterianos. Este hidrogel, hecho de sílice pirogénica y ácido hialurónico, posee moléculas de cadena larga, lo que proporciona una gran resistencia en los objetos que se van a imprimir.

El medio de cultivo para alimentar a las bacterias también se agrega a la mezcla y el proceso de impresión es suave, lo que permite que las bacterias puedan permanecer vibrantes. Así mismo, la última puesta a punto del mecanismo permite imprimir utilizando hasta cuatro tintas diferentes al mismo tiempo, lo que tiene como resultado que cuatro cultivos bacterianos diferentes estén presentes en un solo objeto. Detalles de la investigación fueron publicados en la revista Science Advances.

 

Según PwC, la impresión en 3D es una de las cinco tecnologías disruptivas en el ámbito de la Salud, junto con robótica, realidad virtual, automatización y drones. “En Irlanda estamos viendo algunos ortodoncistas usando impresión 3D, por ejemplo escaneando los dientes de los pacientes para producir impresiones dentales para coronas, donde la restauración puede hacerse perfectamente a medida —destacó el consultor de PwC, Dennis Brown—. Nuestra investigación muestra que la impresión en 3D también está siendo usada para producir audífonos personalizados e incluso medicamentos para la epilepsia”.

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Alejandro Alonso

Alejandro Alonso

Periodista especializado en ciencia y tecnología. Trabajó en publicaciones como Banqueros & Empresarios, Telecomunicaciones & Negocios, Customer Service, Prensa Económica, Computerworld, e Insider, entre otras.

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