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Las impresoras 3D en la salud


Desde 1992, año en que se produjo la primera impresora 3D, la tecnología avanzó más allá de toda previsión. La salud es uno de los campos que más beneficios ha logrado gracias a las impresiones 3D.


El sistema nervioso es una estructura biológica muy compleja. Tan compleja que cierto deterioro conlleva fallos en la movilidad del ser humano o incluso la pérdida de memoria.

Un profesor estadounidense ha logrado hacer frente a las degeneraciones de dicha estructura de una manera muy productiva.

Hoy en día, un total de 200.000 personas al año sufren degeneraciones en sus sistemas nerviosos. Este problema corresponde a la degeneración total o parcial de ciertos tejidos y células que constituyen el cerebro y, por tanto, puede causar enfermedades del sistema nervioso central.

El profesor de ingeniería mecánica de la Universidad de Minnesota, Michael McAlpine, ha sorprendido al mundo con un experimento llevado a cabo junto con otros investigadores de distintas universidades estadounidenses. Se trata de una guía impresa en 3D que ayuda a regenerar tanto las funciones sensoriales como las motoras de los nervios después de una lesión.

El profesor asegura que “podría ser útil” en el ser humano puesto que sus exitosos ensayos solo se han probado en ratas. Pronostica que de dos a cinco años este gran avance se aplique a los seres humanos marcándose el objetivo de que todos los hospitales tengan un instrumental similar para crear las guías y restaurar la función nerviosa.



Un proceso cómodo y rápido

Los investigadores tan solo necesitaron 60 minutos para llevar a cabo el proceso: utilizaron un escáner 3D para reconstruir la trayectoria del nervio original y posteriormente se sirvieron de la impresora 3D para restaurar el camino de los nervios sensores dañados.

El éxito de los ensayos se basa en la mejora en las capacidades de las ratas al caminar de nuevo. El profesor McAlpine espera perfeccionar el proceso de cara a probarlo con los humanos. En sus ensayos ha probado con guías bioquímicas, las cuales necesitan una cirugía adicional para extraerlas. Por el contrario, encontrando un material biodegradable para la guía, no haría falta dicha cirugía adicional ya que simplemente se disolvería lentamente dentro del cuerpo.



Casos vitales de cirugía con impresoras 3D

El del bebé Roland Lian, de catorce meses, es uno de los casos de cirugía a vida o muerte que se han tratado mediante la tecnología de la impresora 3D. El pequeño nació con un agujero en su corazón. Para evitar el fallo de su órgano vital, el cirujano tuvo la idea de contactar con la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Lousville para plantearles el proyecto que tenía en mente: crear un modelo de corazón en 3D.

El modelo de corazón que se utilizó para mostrar a la familia del pequeño la degeneración del órgano fue 1,5 veces más grande que su tamaño normal. Esto se realizó con el objetivo de evitar llevar a cabo más incisiones exploratorias de las que ya se habían hecho en el cuerpo del pequeño Roland. Gracias a este modelo en tres dimensiones se pudo completar la reparación del corazón con tan solo una operación.

El segundo de los casos vitales que se han resuelto mediante esta tecnología nos conduce a China. En esta ocasión, el paciente se trata de un niño de doce años que padece un cáncer en los huesos. Para poder acabar con la enfermedad, los médicos crearon gracias a una impresora 3D una vertebra que reemplazaría posteriormente a la original, la cual estaba dañada por el cáncer. Esta pieza de la columna impresa tiene poros para que el hueso y el tejido puedan crecer dentro de la vértebra para fijarla en forma natural.

Ventajas de la cirugía 3D

Un ejemplo del ahorro económico es el de Alex Pring. La Universidad de Florida Central desarrolló un nuevo brazo biónico para este niño. En un principio, los médicos informaron a la familia que costaría 40.000 dólares…finalmente el costo del brazo fue de 350.



Crear glándula del tiroides

El primer órgano humano será impreso durante este mes de marzo. Mirónov precisó que se tratará de la impresión 3D de una glándula tiroides, porque “es muy simple: por un lado tenemos la entrada arterial, por el otro la salida venosa y entre ellas un tejido celular […] La parte más difícil será demostrar que funciona en un organismo vivo”, subrayó.

Antes, se llevará adelante un experimento de laboratorio con un ratón. En primera instancia, los científicos expondrán la tiroides a yodo radiactivo para reducir drásticamente el nivel de hormonas en el cuerpo del roedor. Posteriormente, realizarán el trasplante de una glándula impresa para comprobar si el nivel hormonal retoma los valores normales. De hallarse una respuesta positiva, el trasplante habrá funcionando.



Mirónov señaló la importancia de apuntar a la impresión de un hígado o un riñón, cuyo mal funcionamiento ocasiona una enorme cantidad de muertes y dolencias, lo que no sucede con las glándulas tiroides dañadas.

Según las estimaciones del científico, el primer riñón será impreso en 2018. “Si vamos a imprimir con éxito la tiroides, hacer lo mismo con el riñón será solo cuestión de tiempo”, aseguró.

El laboratorio ha utilizado la tecnología de impresión tridimensional para imprimir plásticos, cerámica y metales existentes, y ha adaptado al material biológico las células. Antes de la implantación de la glándula artificial en ratones, había sido “cortada” con yodo radiactivo.

El laboratorio fue creado en 2013 por Vladimir Mironov, un ingeniero especializado en los tejidos y fundador de dos empresas de nueva creación en los EE.UU.



Impresora 3D para fabricar vasos sanguíneos

La empresa china de biotecnología Sichuan Revotek Co. realizó un importante avance hacia el desarrollo de órganos funcionales fabricados en impresoras 3D, al ser capaces de usar la misma tecnología de impresión para el desarrollo de los primeros vasos sanguíneos usando un nuevo tipo de bio-impresora 3D.

Teniendo como meta el desarrollo de órganos, la regeneración de los vasos sanguíneos compatibles con estos órganos suponía uno de los principales retos, así como también la elección de los materiales y herramientas a utilizar.

Según explican en 3D Print, para conseguir este avance en impresiones 3D para usos médicos, Sichuan Revotek ha desarrollado una bio-tinta llamada Biosynphere, la cual permitiría su uso para cualquier órgano que fuese necesario gracias a que está compuesta principalmente por células madres, complementada por un nuevo tipo de bio-impresora especial para este propósito y el software necesario para su producción.

Contiene células madres con un ambiente que hemos creado para ellos. Así las células pueden dividirse en las que aquellas que necesitamos. Imprimimos múltiples capas de células; cada capa tiene diferentes células que podemos controlar”, explica Kang Yujian, parte del equipo científico de Sichuan Revotek.

La medicina ha tenido un especial interés en las posibilidades que ofrece la impresión 3D y la hemos visto en el desarrollo de prótesis, fabricación de drogas e incluso comida. Considerando que los vasos sanguíneos son una parte crucial en la obtención de los nutrientes necesarios para cada órgano, este logro podría convertirse en la pieza fundamental que permita el desarrollo de órganos funcionales gracias a la impresión 3D, pero usando tejido vivo.



Dientes en 3D que eliminan las bacterias de la boca

Un grupo de investigadores de la Universidad de Groningen, en los Países Bajos, han desarrollado un plástico antimicrobiano que puede ser empleado por una impresora 3D para fabricar unas prótesis dentales capaces de eliminar el 99% de las bacterias.

El problema de las bacterias en los implantes es muy importante, ya que según Andreas Herrmann y su equipo, supone un gasto de millones de dólares solo en los EEUU.

La resina utilizada en la creación de esos implantes contiene sales de amonio cuaternario antimicrobiano cargadas positivamente, que al entrar en contacto con las bacterias con carga negativa, las quema y elimina. “El material puede matar las bacterias alcontacto, pero no es perjudicial para las células humanas”, aseguró Hermann a la publicación Newscientist.

Durante el ensayo pusieron este nuevo material en una impresora 3D y lo endurecieron con luz ultravioleta para crear piezas dentales. Con el fin de probar la eficacia de la mezcla, añadieron muestras de saliva y de streptococcus mutans (la bacteria que causa la caries dental). Los resultados fueron sorprendentes: el nuevo material mató a más del 99% de las bacterias.

Sin embargo, los investigadores tienen que alargar en el tiempo el ensayo porque el plástico y las bacterias solo estuvieron monitorizadas durante solo 6 días. “Para usos ​​clínicos necesitamos extender el estudio, e investigar la compatibilidad con la pasta de dientes”, dijo Hermann.

Asimismo, el nuevo hallazgo está en fase de pruebas ya que tienen que asegurarse que el nuevo material es tan resistente como para hacer la función de un diente. En este sentido, Hermann se muestra optimista: “Es un producto médico con una aplicación prevista para un futuro próximo, implica mucho menos tiempo que el desarrollo de un nuevo medicamento”.

Por el momento nos tendremos que conformar con las dentaduras 3D creadas como muestra del tratamiento, no para su uso, de la empresa alemana Stratasys.

En general, la evolución de esta tecnología está facilitando mucho las labores de los profesionales que utilizan la técnica de la impresión 3D. En el caso de los trasplantes, realizar las piezas con impresoras 3D reduce considerablemente el costo. Otra de las ventajas es el periodo de realización de la pieza y de recuperación del paciente puesto que se le implanta a la medida exacta y necesaria. Por lo tanto, esta nueva tecnología, que poco a poco va asentándose en nuestra sociedad, es un gran paso adelante para los ámbitos de la ciencia y la tecnología. ¿Hasta dónde llegará el poder de la impresora 3D?

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