La impresión 3D, que consiste en «imprimir» capas de material para crear un objeto sólido a partir de un modelo digital, ha transformado la medicina. La impresión 3D se remonta a la década de 1980, pero recientemente se ha vuelto más rentable y generalizada.
Los médicos de Sermo están entusiasmados con el potencial de la impresión 3D. «La impresión 3D ha revolucionado la creación de órganos y tejidos artificiales, ofreciendo nuevas oportunidades en medicina regenerativa y personalización de prótesis, se están desarrollando órganos y tejidos funcionales para su uso en trasplantes y ensayos de fármacos, lo que podría reducir la lista de espera de trasplantes y mejorar los resultados de los pacientes», escribe un médico generalista en Sermo.
Del mismo modo, otro GP afirma que «la robótica y la impresión 3D son importantes para los diagnósticos y procedimientos, especialmente los de naturaleza quirúrgica».
Aunque la impresión 3D ya ha empezado a transformar la forma en que los médicos piensan sobre la atención al paciente, puede evolucionar para tener un impacto aún mayor en la asistencia sanitaria en los próximos años. Sigue leyendo mientras detallamos las aplicaciones actuales de la impresión 3D en medicina, así como las formas en que esta tecnología puede afectar al sector sanitario en un futuro próximo.
Aplicaciones de la impresión 3D en la medicina actual
Mientras los investigadores siguen explorando las posibles aplicaciones de la impresión 3D en medicina, algunos médicos ya están utilizando esta tecnología para avanzar en la atención al paciente. Entre las aplicaciones más populares de esta tecnología en la sanidad actual se incluyen:
Prótesis a medida
Quizá la aplicación más prometedora de la impresión 3D en medicina hoy en día sea la capacidad de imprimir prótesis personalizadas asequibles y avanzadas. Según una estimación de 2017 de la Organización Mundial de la Salud, entre 30 y 40 millones de personas en todo el mundo necesitan prótesis, pero sólo una de cada 10 tiene acceso a ellas.
Las prótesis impresas en 3D tienen el potencial de revolucionar la atención a los pacientes con amputaciones, ya que el proceso puede producir rápidamente prótesis de menor coste y fácilmente personalizables, impresas para satisfacer las necesidades exactas de cada paciente. Entre los materiales que se utilizan habitualmente están los polímeros biocompatibles, como el poliuretano termoplástico (TPU), el nailon y el acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), que ofrecen resistencia, flexibilidad y durabilidad adecuadas para los dispositivos portátiles. Como era de esperar, en una encuesta interna de Sermo entre médicos estadounidenses, el 72% de los médicos encuestados afirmaron que, de todas las aplicaciones médicas de la impresión 3D, las prótesis personalizadas tienen el mayor potencial para mejorar la atención a los pacientes en los próximos cinco años.
Las prótesis personalizadas impresas en 3D suelen estar sujetas a la normativa sobre productos sanitarios regulada por autoridades como la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE.UU. (FDA). Muchas prótesis se consideran dispositivos de Clase I o II, que requieren el cumplimiento de normas de calidad y seguridad, pero pueden beneficiarse de vías reglamentarias simplificadas, especialmente si se utilizan como dispositivos adaptados al paciente. Los fabricantes y los clínicos deben asegurarse de que los materiales y los procesos cumplen las normas de biocompatibilidad, esterilización y rendimiento mecánico antes de su uso clínico.
Implantes específicos para cada paciente
La mitad de los médicos encuestados por Sermo afirmaron que los implantes impresos en 3D tienen el mayor potencial para mejorar la atención al paciente en los próximos cinco años. La innovación permitiría a los médicos diseñar con rapidez y precisión implantes personalizados para los pacientes, por ejemplo para prótesis de rodilla y cadera, lo que podría reducir el tiempo de intervención y las complicaciones.
Los materiales suelen incluir metales biocompatibles como el titanio y aleaciones de cromo-cobalto, a menudo impresos mediante fusión por haz de electrones (EBM) o fusión selectiva por láser (SLM), que permiten un control preciso de la microarquitectura del implante para favorecer el crecimiento óseo y reducir el peso. El diseño se basa en imágenes médicas de la anatomía única del paciente, y pueden hacerse escenarios virtuales o predicciones de posibles complicaciones antes de colocar el implante. Los implantes diseñados a medida también eliminan la necesidad de modificar implantes de tamaño estándar, lo que puede mejorar los resultados del paciente, ya que se puede conseguir el ajuste correcto a la primera.
Los obstáculos actuales para la adopción de implantes impresos en 3D en la práctica clínica incluyen retos relacionados con la disponibilidad e idoneidad de los materiales, así como estrictos requisitos normativos. Aunque el titanio y las aleaciones de titanio se utilizan ampliamente y suelen tolerarse bien, algunas aleaciones metálicas, como las aleaciones a base de níquel, pueden plantear riesgos debido a la posible corrosión o liberación de iones en el entorno fisiológico. La investigación en curso se centra en desarrollar y optimizar materiales biocompatibles con propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión adecuadas para la implantación a largo plazo. En cuanto a la regulación, los implantes médicos suelen clasificarse como dispositivos de Clase III, lo que requiere una evaluación y aprobación rigurosas por parte de organismos reguladores como la FDA antes de su uso clínico para garantizar su seguridad y eficacia.
El caso de Paolo Macchiarini, cirujano que se enfrentó a graves consecuencias tras implantar tráqueas sintéticas no aprobadas, subraya la necesidad crítica de una estricta supervisión reglamentaria. Su caída ilustra los peligros de introducir precipitadamente en la práctica clínica implantes personalizados no regulados sin una evaluación exhaustiva, lo que puede provocar graves daños a los pacientes y violaciones éticas.
Bioimpresión de tejidos
La bioimpresión utiliza células vivas (denominadas bio-tinta), en lugar de plástico o metal, para crear tejidos vivos artificiales en un laboratorio. Es posible imprimir órganos, vasos sanguíneos e incluso huesos que pueden utilizarse con fines de investigación. La esperanza es que este proceso pueda utilizarse incluso para disminuir la necesidad de trasplantes de órganos en el futuro. El 44% de los médicos encuestados en Sermo piensan que la bioimpresión es la aplicación de impresión 3D más prometedora para mejorar la atención al paciente en los próximos cinco años.
Aunque la bioimpresión de tejidos y órganos es prometedora, los órganos transplantables totalmente funcionales impresos con tecnología 3D son todavía en gran medida experimentales y permanecen en fases preclínicas o de investigación muy temprana. Se necesita más investigación antes de que pueda utilizarse en el quirófano, pero los médicos de Sermo ven potencial en esta tecnología: «La bioimpresión 3D puede crear tejidos, órganos e incluso huesos que podrían adaptarse a las necesidades anatómicas exactas de un paciente, reduciendo las tasas de rechazo de los trasplantes, señala un médico de medicina interna. «Al crear una réplica fiel del órgano que se va a manipular, se puede mejorar el tiempo y corregir posibles detalles en la cirugía», añade un médico generalista.
Modelos anatómicos para la planificación quirúrgica
La impresión en 3D podría revolucionar la cirugía al permitir a los médicos crear modelos anatómicos para la planificación quirúrgica. Con la ayuda de las impresoras 3D, los facultativos pueden utilizar los datos de escaneado de los pacientes para crear réplicas precisas de los órganos de los pacientes para planificar y practicar cirugías con antelación. Esto da a los médicos la posibilidad de ensayar cirugías complicadas, ayudándoles a ganar confianza antes de la intervención, lo que tiene el potencial de acelerar las cirugías, reducir los costes, disminuir las complicaciones, minimizar los traumatismos para los pacientes y mejorar los resultados. Los modelos anatómicos empataron con la bioimpresión de tejidos como la aplicación de impresión 3D más prometedora en la encuesta de Sermo, recibiendo el 44% de los votos.
Implantes dentales y coronas
La impresión 3D también podría mejorar el proceso de fabricación de implantes dentales y coronas. En concreto, esta tecnología puede mejorar los plazos de entrega, garantizando que los pacientes reciban la atención que necesitan en el momento oportuno. Como ocurre con otras prótesis impresas en 3D, las coronas y los implantes también pueden proporcionar un ajuste más preciso, mejorando los resultados estéticos y pudiendo dar lugar a resultados más duraderos.
Aparatos ortopédicos y soportes
Al igual que ocurre con las prótesis, muchos pacientes que necesitan aparatos ortopédicos y soportes no pueden hacer frente a las elevadas barreras económicas del tratamiento. Muchos pacientes sencillamente no pueden permitirse estos dispositivos médicos específicos para cada paciente, y la fabricación de productos a medida puede tardar semanas o meses. Afortunadamente, la impresión 3D puede eliminar este problema haciendo que sea rápido y rentable fabricar ortesis y soportes personalizados para los pacientes.
Instrumental quirúrgico a medida
Aunque el diseño y la fabricación de nuevos instrumentos quirúrgicos suele tener un coste prohibitivo, la impresión en 3D permite crear instrumentos quirúrgicos y guías de corte específicos para cada procedimiento e incluso para cada paciente. Con este innovador proceso, resulta rentable desarrollar instrumentos personalizados para procedimientos específicos, y estos instrumentos pueden incluso adaptarse a las preferencias del cirujano. Por ejemplo, en la reconstrucción mandibular, pueden crearse internamente guías de posicionamiento y corte impresas en 3D a partir de los datos del TAC del paciente. Estas guías definen con precisión las líneas de osteotomía, garantizan la alineación exacta de los segmentos óseos y facilitan la reconstrucción según la anatomía única del paciente, mejorando significativamente la precisión y los resultados quirúrgicos.
Estas herramientas pueden diseñarse para que sean ergonómicas para cada cirujano, reduciendo la fatiga durante procedimientos largos y complejos. Este nivel de personalización tiene, por tanto, el potencial de agilizar los flujos de trabajo y minimizar los errores, y conducir a tiempos de intervención más cortos y a una recuperación más rápida.
Prototipos de dispositivos médicos
La impresión 3D también ha transformado el campo de los dispositivos médicos al facilitar la creación rápida de prototipos. Con esta tecnología, las empresas de productos sanitarios pueden ahora crear prototipos rápidos y rentables de productos sanitarios e instrumentos quirúrgicos internamente. Esto les permite crear rápidamente prototipos precisos, simplificando las pruebas y acelerando el desarrollo del producto.
Audífonos
Las impresoras 3D también pueden fabricar audífonos. Los audífonos impresos en 3D pueden ofrecer varias ventajas únicas respecto a los métodos de producción tradicionales, ya que la tecnología puede crear dispositivos auditivos adaptados con precisión al oído de cada persona. La mayor personalización no sólo garantiza un ajuste adecuado, sino que también puede aumentar la comodidad, mejorar la calidad del sonido y reducir la retroalimentación.
Modelos de formación para estudiantes de medicina
Además de ayudar a los médicos a prepararse para la cirugía, los modelos anatómicos impresos en 3D también podrían ayudar a formar a los estudiantes de medicina. Aunque los estudiantes suelen utilizar materiales cadavéricos para este fin, esto ha suscitado problemas éticos y también es costoso. Los modelos de formación impresos en 3D pueden ofrecer un sustituto nuevo y eficaz al permitir a los instructores reproducir estructuras anatómicas complejas a partir de tomografías computarizadas de alta resolución, lo que supone una solución rentable para estas instituciones. Esta tecnología también proporciona una solución más escalable. Por ejemplo, mientras que un cadáver tiene un corazón, 100 estudiantes pueden ver la misma réplica impresa en 3D.
¿Cuál es el futuro de la impresión 3D en la sanidad?
La impresión 3D ya ha dado resultados alentadores en el apoyo a la cirugía y la mejora de la atención al paciente. La demanda de esta tecnología podría seguir creciendo en los próximos años a medida que se desarrollen nuevos procesos. Algunas de las aplicaciones más prometedoras de la tecnología en medicina que los investigadores están estudiando actualmente incluyen el desarrollo de la impresión 3D:
- Piel sintética: la piel sintética podría tener diversas aplicaciones, como la investigación y el ensayo de productos cosméticos, químicos y farmacéuticos. La impresión en 3D de piel viva también podría representar un avance significativo en el tratamiento de las víctimas de quemaduras, al simplificar los injertos de piel.
- Vasos sanguíneos: investigadores de Corea han creado vasos sanguíneos implantables impresos en 3D y los han implantado con éxito en una rata. La esperanza es que con el tiempo este proceso pueda desarrollar vasos sanguíneos artificiales necesarios para tratar enfermedades cardiovasculares en humanos.
- Andamios óseos sintéticos: Las impresoras 3D también se están modificando para unir sustancias químicas a un polvo cerámico, creando andamios que favorecen el crecimiento del hueso en cualquier forma. La esperanza es que esta tecnología pueda utilizarse para crear huesos sintéticos para prótesis de cadera y rodilla que tengan menos probabilidades de ser rechazados y puedan durar más que las articulaciones artificiales actuales.
- Órganos sintéticos: aunque más lejana en el horizonte, una de las aplicaciones potenciales más prometedoras de la impresión 3D en medicina sería la impresión de órganos artificiales que pudieran utilizarse para trasplantes. La bioimpresión de órganos podría hacer que la sustitución de órganos fuera menos costosa y más fácil de conseguir, y podría reducir potencialmente las tasas de rechazo. «Los avances más prometedores proceden de la investigación con células modificadas y la bioimpresión 3D, que permiten predecir que en el futuro los órganos podrán sustituirse por tejido artificial creado en laboratorios», escribe el médico generalista en Sermo.
Aunque los primeros estudios muestran que la impresión 3D tiene potencial para revolucionar la medicina, muchas de estas aplicaciones se encuentran aún en las primeras fases de investigación y desarrollo. Se necesitan estudios más sistemáticos para determinar qué tipo de cirugías, y para qué características de los pacientes, serán mayores los impactos de esta tecnología.
Además, existen importantes barreras que podrían retrasar la implantación de la impresión 3D en medicina. Cuando se les preguntó por las barreras que podrían impedirles implantar esta innovación, los médicos estadounidenses de Sermo afirmaron que los retos normativos y de aprobación (67% de los encuestados), el elevado coste o la falta de financiación (60%) y el acceso limitado a instalaciones de impresión 3D (58%) eran los principales retos que les impedían adoptar la tecnología en sus consultas.
¿Cuál es la situación actual de la impresión 3D?
La impresión 3D tiene el potencial de revolucionar el campo de la medicina reduciendo los costes de los dispositivos médicos esenciales y mejorando los resultados quirúrgicos. A medida que esta tecnología siga mejorando, podría cambiar aún más lo que es posible en la asistencia sanitaria. Sin embargo, antes de que la impresión médica en 3D pueda alcanzar todo su potencial, se necesita más investigación para explorar sus aplicaciones. Mientras los médicos exploran las formas en que esta tecnología podría repercutir en la atención al paciente, Sermo ofrece un espacio único para colaborar y compartir ideas. Al unirte a la comunidad exclusiva para médicos, puedes hablar con médicos de todo el mundo sobre la impresión 3D y compartir tus ideas sobre cómo podría aprovecharse en la asistencia sanitaria.
