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¡Enfermera, imprima un yeso por favor!
Un vestigio del pasado: los ortopedas utilizan las férulas de yeso desde 1851 para la inmovilización de fracturas óseas. Entretanto existe una supuesta innovación: las férulas de plástico, que pesan menos, poseen mayor resistencia, se endurecen más rápidamente y no se hinchan con el agua. Sin embargo, no todo es positivo, pues su costo es mayor y la eliminación del material no está exenta de problemas. Además, son menos permeables al vapor de agua y al aire que la versión clásica de yeso. Pero ahora están cambiando las tornas.
Bienvenidos al siglo XXI
Jake Evill, un graduado de la Universidad Victoria en Wellington, Nueva Zelanda, conoce muy bien el problema. El diseñador industrial y de medios se fracturó la mano y recibió una férula de yeso. Evill se sorprendió de lo poco agradable que resulta esta medida para un paciente: los dos kilogramos de peso y la sensación de picazón le parecieron demasiado “cosas demasiado arcaicas”. Los pacientes sudan muchísimo durante los meses más cálidos, lo que conduce rápidamente a olores incómodos. A falta de mejores alternativas, el mismo Evill se puso manos a la obra. El resultado: Cortex, un exoesqueleto con estructuras en forma de colmena y amplios espacios abiertos. Las materias primas empleadas son las poliamidas y el nylon, que proporcionan excelentes resistencia y dureza con muy poco peso. El secreto del material radica en los puentes de hidrógeno intermoleculares, comparables con las proteínas.
De los datos a la obra terminada
El procedimiento del Cortex también comienza con una radiografía, para determinar la posición exacta de la fractura. Luego se realiza un escáner tridimensional de la extremidad afectada. En este punto Evill recurre a Kinect, un hardware controlador de la Xbox 360. Entonces le llega el turno al ordenador, que partiendo de esos datos calcula la geometría que el exoesqueleto debería tener para calzar bien y proporcionar el soporte necesario. El manitas utilizó ZBrushpara el modelado tridimensional, un programa gráfico de Pixologic. Por último, los datos se transfieren a los Países Bajos, donde Shapeways, un especialista en impresiones tridimensionales, produce un exoesqueleto que pesa menos de 500 gramos y tiene apenas tres milímetros de grosor.
Grandes beneficios, grandes costes
Si se mira críticamente, el nuevo invento presenta dos graves inconvenientes: en comparación con las férulas de yeso o plástico, el coste es mucho más elevado. Esto se aplica tanto al hardware como al software y al mismo material. Por otro lado, Evill calcula que hacen falta unas tres horas hasta que el ejemplar esté listo, en comparación con un máximo de diez minutos con el método tradicional. En cambio, Cortex resulta funcional de inmediato después de su fabricación, mientras que el yeso tarda un día en endurecerse. Por lo demás, los médicos sólo ven ventajas: la geometría exacta, el bajo peso y la apariencia estética. Los pacientes pueden ducharse o bañarse como de costumbre y su piel obtiene una buena ventilación. ¿Camisas de manga larga, blusas o pantalones largos? No hay problema. Sólo queda el aspecto medioambiental: para la férula se precisa muy poco plástico, y todos los polímeros empleados se pueden reciclar después de que el hueso se haya curado.
Estable y perfectamente ajustado
Mientras que el exoesqueleto todavía debe perfeccionarse para que se pueda utilizar en hospitales y prácticas médicas, otras técnicas 3D en la ortopedia se encuentran en un mayor estado de desarrollo. El Dr. Jules Poukens, de Bélgica, se encontraba frente al reto de tratar a una paciente anciana con procesos inflamatorios crónicos en el maxilar inferior. Debido a su edad descartó una reconstrucción de mandíbula, debido entre otras cosas a los prolongados períodos quirúrgicos. Su alternativa: después de una medición tridimensional se creó un implante de titanio hecho a medida. Con un potente láser, el polvo de titanio se llevó a la forma final con exactitud milimétrica. Antes de la intervención, Poukens recubrió su modelo con capas biocerámicas. Un grupo de médicos británicos se enfrentaron a un problema similar. Tuvieron que extirpar extensas áreas del cráneo de un paciente. Basándose en diversas tomografías computarizadas, crearon una reconstrucción en 3D. La pieza ósea se construyó con poliéter cetona cetona (PEKK).
Huesos por encargo
La creación de implantes mediante impresoras de 3D que se integren en el cuerpo continúa siendo una perspectiva de futuro. En Alemania, Cynthia M. Gomes, del Instituto Federal de Investigación y Pruebas de Materiales (BAM), investiga en polímeros precerámicos. Su visión: durante la cirugía, los cirujanos escanean los defectos óseos y reciben casi de inmediato los implantes adecuados, que consisten en un 60% de poros para que las células puedan crecer bien. Con el tiempo, el cuerpo reabsorbe los componentes inorgánicos. Gomes cree que los primeros implantes podrían empezar a utilizarse en cinco años. En la Universidad del estado de Washington, el profesor Amit Bandyopadhyay ha invertido mucha energía en las impresoras tridimensionales. Su prototipo produce huesos cerámicos de repuesto que resultan casi idénticos a los modelos biológicos. Los primeros ensayos con ratas y conejos han sido exitosos. Sin embargo, todavía habrá de transcurrir un estimado de diez años para que los seres humanos puedan aprovecharse de esta nueva tecnología. El profesor Kevin Shakesheff, de la Universidad de Nottingham, sigue una estrategia diferente y construye huesos artificiales con bioimpresoras. Para generar la plantilla base utiliza tomografías computarizadas. A continuación, las bioimpresoras emplazan las células madre. En el cuerpo, esta estructura básica se reemplaza gradualmente por el propio tejido óseo. Shakesheff presentó recientemente su método en la exhibición anual de verano de la Royal Society de Londres.
Médicos a bordo
Mientras los ingenieros utilizan desde hace tiempo el escaneo y la impresión tridimensionales para producir objetos, los médicos se mostraron escépticos al principio. Entretanto diversos grupos de trabajo en todo el mundo exploran las posibles aplicaciones de esta técnica para el bienestar de los pacientes. En lo que se refiere a huesos artificiales y exoesqueletos, el procedimiento promete. Pero más allá de la ortopedia, los laboratorios trabajan también con hígados, riñones o corazones extraídos de una bioimpresora: una perspectiva a largo plazo, en vista de la demanda cada vez mayor de órganos y de la disminución de la voluntad general para donarlos.
Copyright de la imagen: Rev Stan / flickr
Licencia: CC BY
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