Impresoras 3D en Medicina
De las aplicaciones de la
impresión 3D, sin duda son las aplicaciones médicas las que más sorprenden. Sin
embargo, aunque esta tecnología se está convirtiendo en un tema cotidiano, y
especialistas de muchos campos vigilan de cerca su evolución, todavía hay miles
de personas que aún no conocen su tremendo potencial.
A largo plazo, la impresión 3D
podría tener un gran impacto en el campo de la medicina, donde la extrusión de
células vivas en lugar de materiales plásticos, por parte de impresoras 3D, ha
dado lugar a la bioimpresión.
Algunas aplicaciones
médicas de la impresión 3D. La lista incluye avances a cada cual más
sorprendente, muchos de los cuáles pueden implantarse ya en la práctica e
investigación médicas.
1. Audífonos
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.
2. Impresión 3D en el dentista.
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. Esta
tecnología permite tanto obtener un alineador dental transparente impreso en 3D
para el uso diario, como implantes, fundas dentales, puentes, y una gran
variedad de aplicaciones dentales. 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.
3. Huesos impresos en 3D
En primavera de este mismo año,
un paciente en EEUU se sometió a una cirugía radical, en la cual el 75% de su
cráneo fue sustituido por un implante impreso en 3D realizado en un material no
solo biocompatible, sino también semejante al hueso. Por otro lado, una
mujer de 83 años recibió el año pasado el primer implante de mandíbula de
titanio fabricado con una impresora 3D.
La impresión 3D puede ser también
la esperanza de muchos bebés que nacen con traqueobronquiomalacia, una anomalía
congénita que se produce en uno de cada 2100 recién nacidos y que consiste en
una debilidad de las paredes de la tráquea, produciendo colapsos durante la
respiración o cuando tosen, y que frecuentemente se diagnostica erróneamente
como asma. Recientemente, salió a la luz una esperanzadora noticia en un
portal de medicina: el caso de un bebé que, a pesar de vivir con un
ventilador mecánico, debía ser resucitado cada día debido a esta enfermedad. El
Instituto de Biología Genómica (IGB por sus siglas en ingĺés) de la Universidad
de Michigan desarrolló una férula impresa en 3D, que fue cosida alrededor del
tubo de traqueotomía de la niña para expandir sus vías respiratorias y ofrecer
un soporte al crecimiento del tejido. Este soporte está fabricado en un
material que permitirá su completa absorción por el sistema respiratorio del
bebé en dos o tres años.
4. Imprimiendo células madre
Las células madre embrionarias
son aquellas capaces de mantener su pluripotencial, es decir, de generar
posteriormente las características que las diferenciarán en cualquier otro tipo
de célula (óseas, cerebrales, musculares).
La impresión 3D ha permitido que
un grupo de la Universidad escocesa Heriot Watt produzca racimos de células
madre. El método usado es el de la impresión basada en válvulas, para
manterner estas células en un alto nivel de viabilidad, y producir esferoides
de un tamaño uniforme con una precisión adecuada, tal como han publicado en la
revista especializada Biofabrication.
5. Creando vasos sanguineos.
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
6. Una nueva piel, gracias a la
impresión 3D
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.
7. Órganos impresos en 3D
La impresión de células de hígado es algo que ya se está llevando a cabo e
investigando para la experimentación con fármacos. Aunque deciamos también que
este objetivo sería planteable a largo plazo, ya van viéndose avances en esa
dirección.
El cirujano Anthony Atala mostró
en una charla TED de 2011, un experimento en el cual se imprimía un prototipo
de riñón humano, capaz de producir una sustancia semejante a la orina. El
Instituto Wake
Forest trabaja de hecho especificamente en la medicina
regenerativa, con diferentes tipos de tejidos: vejiga, cartílago, tráquea,
corazón, etc.
