9 aplicaciones médicas de la Impresión 3D
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, todavía hay miles de personas que aún no conocen su tremendo potencial.
1. Audífonos
La revolución comenzó en este caso en 1998 y, en la actualidad, el 98% de los audífonos existentes se han fabricado usando impresión 3D, con tremendos avances desde entonces, llegando una sóla máquina a imprimir 30 aparatos en solamente hora y media. Se investiga 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 obtener un alineador dental transparente para el uso diario, como también implantes, fundas dentales, puentes y una gran variedad de aplicaciones dentales.
Por otro lado, 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.
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 1 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. Prótesis: desde una cara hasta un brazo impreso en 3D
Muchas personas necesitan con urgencia distintos tipos de prótesis. Por desgracia, no todos ellos pueden pagarlas. Gracias a la impresión 3D, la ortopedia avanza hacia una mayor velocidad en los procesos productivos y en la disminución de los costos. Esto es especialmente importante cuando hablamos de ortopedia infantil, pues las piezas han de ser sustituidas a medida que los niños crecen. Se facilita el proceso de creación de estas piezas y se disminuye el esfuerzo económico para reemplazarlas cuando se necesitan.
Y no solo los humanos podemos beneficiarnos con estas prótesis… ya que un pato ha conseguido andar y nadar gracias a este avance y un águila, víctima de un disparo, pudo recuperar su pico.
5. La oreja biónica
Aunque parece el titulo de una película de ciencia ficción, es el resultado de unir el trabajo de varios investigadores de Princeton y el Hospital John Hopkins y significa un paso adelante para las personas sordas.
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.
6. 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 mantener estas células en un alto nivel de viabilidad y producir esferoides de un tamaño uniforme con una precisión adecuada.
Estos científicos se han interesado particularmente en las células hepáticas, debido a su importancia en el metabolismo de medicamentos y drogas en el organismo. Actualmente, la experimentación en el campo farmacéutico se realiza usando células, o directamente animales, por lo que la capacidad de imprimir y generar tejido tridimensional humano permitirá modelizar los test farmacéuticos, e incluso, eliminar la experimentación sobre animales.
Por otro lado, también podría ser el futuro de la “medicina personalizada”, aunque los costos de esto todavía son extremadamente altos, pero se espera que algún día uno pueda probar su medicamento de esta forma, antes de tomarlo. Y finalmente, abre la puerta a la “implantación” in situ de estas células, dentro del propio cuerpo, para evitar los rechazos asociados al transplante de órganos.
7. Creando vasos sanguíneos
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.
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 azúcar ser disuelta y salir del gel a través de los canales, sin inhibir la solidificación del mismo ni dañando a las células de alrededor. Una vez se elimina el azúcar, 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.
8. 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 extraen 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 de células 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.
9. 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. El cirujano Anthony Atala mostró 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 específicamente en la medicina re generativa, con diferentes tipos de tejidos: vejiga, cartílago, tráquea, corazón, etc.
La compañia Organovo situada en San Diego ya intenta crear hígados en versión miniatura, con un espesor de solo medio milímetro y 4 milímetros de anchura. Dado que la funcionalidad de las células hepáticas depende de su disposición, este experimento es importante para, en el futuro, crear estructuras de tamaños similares al hígado humano, incluidas las redes de vasos necesarias para nutrirlas.
