Bioimpresora
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El software gratuito y la tecnología aditiva están demostrando ser soluciones viables para obtener modelos de prótesis maxilofaciales a bajo costo. La tecnología aditiva proporciona un avance muy útil en lo que refiere a la macroescultura de la prótesis, que se puede probar y adaptar, según sea necesario, directamente en el paciente. La rehabilitación facial ha dado un paso importante gracias a la introducción de la tecnología de impresión 3D. Hoy, un método alternativo para capturar la anatomía facial es posible. Mediante el uso de un dispositivo móvil se pueden obtener y diseñar modelos 3D para posibilitar una mejor rehabilitación facial. La fotografía 3D de la cual se parte para realizar el procedimiento se realiza mediante un método llamado fotogrametría. Este método está demostrando ser útil para casos de prótesis maxilofaciales por tres motivos principales: su capacidad para obtener modelos 3D a partir de imágenes en 2D, por la velocidad de captura y proceso, y por la ausencia de radiación para el paciente. También, porque genera buenos resultados y no es necesario que los profesionales realicen un entrenamiento muy complejo para utilizarla. Esto se puede apreciar en un caso concreto aplicado a un hombre brasileño que, como consecuencia de un cáncer invasivo que le había afectado el rostro, debió sufrir la extirpación de un ojo, parte de la nariz y de una mejilla. Carlito Conceiçao, un paciente brasileño de 54 años, utilizaba originalmente una prótesis que resultaba antiestética, frágil e inestable. Esta situación lo llevó a un severo cuadro de depresión y a la búsqueda de una alternativa superadora. En 2016 su situación cambió gracias a un grupo de médicos de la Universidad Paulista (UNIP) de San Pablo, quienes le ofrecieron llevar a cabo un innovador procedimiento en el que, usando un teléfono inteligente y mediante la técnica de la fotogrametría, intentarían reconstruir e imprimir una prótesis en 3D de la parte faltante de su rostro. Procedimiento Conceiçao fue posicionado en una silla de 45 cm de altura, con un operador encargado de tomar fotografías ubicado a un metro de distancia, espacio suficiente para moverse durante el proceso de captura. Todos aquellos accesorios que pudieran interferir con la captura de las fotografías fueron quitados previamente. Durante el proceso, Conceiçao debió mantener una expresión facial neutral, con la mandíbula y la boca cerradas sin hacer fuerza. La iluminación también fue un factor importante. La luz ambiente permitió tomar las fotografías sin flash y sin que eso implicase una sub o sobreexposición de la imagen. Las fotografías fueron tomadas a tres alturas diferentes:
Luego de las capturas, el operador revisó la integridad de cada imagen verificando que no hubiera irregularidades en la iluminación, imágenes borrosas, partes incompletas de la cara del paciente o cualquier otro error evidente que pudiera comprometer el procesamiento de los datos.
Luego de garantizar la buena calidad de las capturas, las imágenes fueron enviadas al servidor de 123D Catch®.
Con el uso de la aplicación 123D Catch®, que utiliza el protocolo de captura de fotos descrito, se obtuvieron quince capturas de fotos en color de dos dimensiones en formato de archivo .jpeg.
A su vez, el uso combinado de esta aplicación móvil con la versión para computadora creó archivos de alta calidad .3Dp y .stl, éste último utilizado -luego de su edición- para imprimir la prótesis.
La prótesis impresa con Duraform Polyamide C15 debió ser acabada manualmente para eliminar cualquier irregularidad que hiciera parecer la pieza distinta al resto del rostro. Es decir, se buscó una adaptación adecuada a la superficie de la piel aplicando textura y color similares a los naturales.
Una vez terminada la pieza, al paciente se le instalaron imanes y tres tornillos de titanio debajo de las cejas. De este modo, la prótesis es muy fácil de poner y sacar para su correcta higiene.
Fotografía 3D
Además de su reciente aplicación en la rehabilitación facial, la fotogrametría es utilizada desde mediados del siglo XIX en las industrias espacial y aeronáutica, y en la geología, la meteorología, la geografía, el turismo y el entretenimiento.
Existen dos formas de llevar a cabo la fotogrametría:
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Hace tiempo que la impresión 3D comenzó a ser una parte importante de la medicina y de la sanidad en el mundo. En este artículo vamos a centrarnos en España, donde la tecnología aditiva ha comenzado a instalarse en el campo de la medicina y, más específicamente, en los hospitales. Su incorporación supone un ahorro y una rentabilidad clave para el mejor desarrollo en este campo. En el último año el uso de este tipo de tecnología ha multiplicado sus ventas y sus aplicaciones, siendo su principal consumidor el sector industrial, pero no el único. La bioimpresión BRECA Healthcare, un centro de innovación radicado en Granada, España, ofrece, entre otros servicios, productos basados en tecnologías de impresión 3D con diferentes materiales, sistemas de fabricación 3D para medicina regenerativa y escaneado 3D de geometrías. Hace diez años, su fundador José Baena era un investigador que diseñaba implantes a medida y pensaba que la impresión 3D podría usarse para hacer implantes personalizados incluso cuando esta tecnología no era tan popular como lo es ahora.
Baena, también fundador de la empresa Regemat3D, considera que si bien las ciencias biológicas pueden beneficiarse mucho de estas gamas de tecnologías diferentes, no es cierto que se puedan imprimir órganos funcionales a corto plazo. Cree importante dejar claro que lo que se imprime con una bioimpresora no es un pañuelo sino una matriz, un andamio, con células en 3D que se comportan de manera similar a las células in vivo. Sin embargo, es necesario un procedimiento adicional para implantar el tejido funcional. El estrés mecánico después de la impresión y otros factores juegan un papel importante en los resultados para el tejido.
Surgen muchas oportunidades para regenerar lesiones gracias a la la combinación de dispositivos médicos sintéticos hechos a medida impresos en 3D y estructuras de bioimpresión. Antiguamente, la geometría y el rendimiento de los dispositivos médicos en cuanto a tamaño eran una restricción. Ahora, con la impresión 3D, existe una solución personalizada que combina un dispositivo médico sintético con uno bioimpreso biodegradable. Un dispositivo médico sintético hecho a medida ayuda a mantener la estructura y promover la integración del tejido vivo bioprinted.
Hay muchas cosas que podemos hacer y estoy seguro de que en el futuro vamos a resolver muchos problemas con estas tecnologías emergentes, pero como siempre digo en mis presentaciones: mantén la calma y regresa al laboratorio.LA INCORPORACIÓN DE LA IMPRESIÓN 3D EN CENTROS SANITARIOS El Hospital Universitario Miguel Servet en Zaragoza incorporó a sus numerosos equipos una impresora 3D con el objetivo de confeccionar piezas a un precio más rentable. Un gran avance, incluso para aquellos que no están familiarizados con esta tecnología, que puede economizar la solventación de los hospitales. Desde su incorporación, en el año 2017, ha prestado servicio a numerosos departamentos. Dar soporte a equipos de electromedicina o desarrollar un pulsador adaptado a alguna de las partes que el paciente pueda mover para llamar al equipo de enfermería son algunas de las aplicaciones que ya se han desarrollado gracias a la versatilidad de la impresión 3D. En este hospital la impresora trabaja 24 horas al día por la demanda actual de piezas. Sin embargo, el tiempo de fabricación de piezas se ha reducido y los problemas son rápidamente resueltos a medida que surgen. La realización de prototipos impresos también ha favorecido a la solventación de la institución. “El que no vea esa rentabilidad es que no quiere verla. Esto es rentable sí o sí”, afirma José Ramón, director de seguridad del hospital.
Por otro lado, en Málaga, el Hospital Regional Universitario comenzó a integrar instrumentos impresos en 3D para ciertas operaciones quirúrgicas. La impresión 3D se está integrando en lo cotidiano de una manera pequeña pero significativa. Las piezas ya han sido utilizadas exitosamente en más de 30 procedimientos diferentes.
Al estar impresas aditivamente, las herramientas se hacen a medida de cada paciente luego de un cuidadoso trabajo de escaneos y ecografías para su confección. Además, se utilizó un material plástico esterilizable adecuado para el uso dentro de un entorno estéril como son los quirófanos.
Si bien algunas de las herramientas impresas en 3D están personalizadas para el paciente, y por lo tanto solo son para un uso, algunas de ellas se pueden usar para múltiples pacientes.
Desde las guías quirúrgicas impresas en 3D hasta los implantes impresos en 3D, la fabricación de aditivos está dejando su marca en el campo médico. Cada vez más investigadores y laboratorios dedican su tiempo y sus recursos para avanzar en las aplicaciones de impresión médica 3D existentes y desarrollar aplicaciones completamente nuevas.
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En la Universidad Complutense de Madrid los científicos e ingenieros están experimentando con la impresión 3D para lograr la generación de tejido óseo y de cartílago con fines de implantación. Se espera que este avance proporcione una solución para las personas que padecen osteoporosis y otras condiciones degenerativas. A su vez, permitiría reducir la utilización de animales para pruebas médicas. El proceso de bioimpresión se realiza con una rejilla impresa en 3D en policaprolactona (PCL) a la que se le implantan células del paciente por medio de una aguja que está añadida al extrusor. Las células comienzan a reproducirse en la red y forman así el tejido óseo. El tejido obtenido puede ser luego implantado en el paciente con una esperanza de aceptación bastante alta, ya que se trata de sus propias células.
La investigación se está llevando a cabo en colaboración con el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Las máquinas empleadas no son de alta gama ni fueron concebidas para ser usadas específicamente en el sector de la Medicina. Son una Witbox 2 y una Hephestos 2, las cuales fueron donadas por la empresa madrileña BQ.
España también está dando los primeros pasos en la bioimpresión de piel humana apta para trasplantes y pruebas de productos químicos, cosméticos y farmacéuticos. En este artículo te contamos los detalles.
Fuente: 3D Natives
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Una impresora 3D creada en España es capaz de imprimir piel humana apta para trasplantes y pruebas de productos químicos, cosméticos y farmacéuticos. Se trata de una bioimpresora que reproduce la estructura natural de la piel a partir de la creación de las dos capas que la componen. Primero, la epidermis, que protege a la piel contra el exterior. Y luego la dermis, una capa mucho más gruesa que contiene los fibroblastos encargados de generar la proteína colágeno para darle elasticidad a la piel.
La biotinta utilizada contiene material orgánico conseguido a partir de biopsias cutáneas: plasma humano, fibroplastos primarios y queratinocitos. La piel conseguida es tan similar a la natural que puede usarse para uso terapéutico. Por ejemplo, en la recuperación tras una quemadura. También puede emplearse en testeos farmacéuticos para evitar el uso de personas. La diferencia entre ambas pieles es que la primera es autóloga, lo que significa que está hecha para una persona en particular y se crea específicamente con células de su propia piel.
Si bien la piel también puede generarse de manera manual, la bioimpresión es menos costosa y puede hacerse en grandes cantidades de forma estandarizada y automatizada. Por ese motivo, hay varias investigaciones en curso en esta materia para lograr su aplicación y expansión lo antes posible.
En este caso, la bioimpresora fue desarrollada por un equipo de científicos de la Universidad Carlos III de Madrid, el CIEMAT (Centro de Investigación Energética, Ambiental y Tecnológica), el Hospital General Universitario Gregorio Marañón y BioDan.