La impresión en 3D ahora puede ayudar a regenerar la médula ósea humana que haya sufrido un daño tisular importante. Esta es la base de un estudio presentado este mes, en la conferencia «impresión para el futuro», que tuvo lugar en el Instituto de Física de Londres, Reino Unido.
La tecnología (RP) Rapid Prototyping, el precursor de la impresión en 3D, ha existido desde la década de 1980, pero sólo recientemente se ha hecho visible en la corriente principal.
Los diseñadores han utilizado técnicas de impresión en 3D para crear una variedad de artículos, desde joyas a las botas de fútbol individualizados e incluso un reloj de pie. Un grupo está trabajando actualmente en la fabricación de un ala de avión.
El mundo de la medicina tiene grandes esperanzas para la impresión en 3D. Como ejemplo el uso de la tecnología 3D para hacer parte de un esternón que los cirujanos han implantado con éxito en un paciente con cáncer.
Los pacientes que se someten a tratamiento contra el cáncer o que experimentan una cara fractura mayor, pérdida de un gran volumen de tejido óseo, los sustitutos óseos sintéticos pueden ser utilizados para reemplazar el material perdido, pero hacer que estas sean lo suficientemente resistentes para el trabajo, puede ser un desafío.
Puente temporal ayudará a los pacientes después del tratamiento de cáncer y fracturas
Manolis Papastavrou, de Diseño de la Universidad de Nottingham Trent, del Grupo de Investigación para la Salud y Bienestar, en Nottingham, Reino Unido, tiene bajo su control la microestructura de un andamio de hueso impresa en 3D – foto de portada.
La estructura proporciona un puente temporal que permite la regeneración del tejido natural. Puede ser hecho para que coincida con los requisitos de tamaño y forma exactos de la persona, sobre la base de datos de imágenes médicas. Ser porosa significa que pueden ocurrir el flujo de sangre y el crecimiento celular.
El andamio consiste en los mismos minerales que presentan en el hueso natural. Puede disolver ya que el paciente se recupera y los nuevos tejidos puedan reemplazarlo.
Los investigadores estudiaron cómo el crecimiento de cristales, a temperaturas bajo cero, se podría utilizar junto con técnicas de impresión 3D – estructurar un material en diferentes órdenes de magnitud. Su objetivo era imitar las estructuras que existen en los materiales biológicos.
El equipo cree que la combinación de la impresión en 3D con la congelación, permitirá una producción más económica y más rápida de los dispositivos médicos.
El Sr. Papastavrou, candidato a doctorado, explica que la estructura es de un material, desde el nivel molecular hasta el nivel macro, lo que afecta a la dureza. La porosidad normalmente puede debilitar un material, pero la tecnología actual es capaz de superar esto.
Las aplicaciones futuras: implantes y el control de la liberación del fármaco
El Prof. Breedon, de la Universidad de Nottingham, que ayudó a supervisar la investigación, lo llama «un verdadero paso hacia adelante», porque demuestra cómo la impresión en 3D puede mejorar biomateriales sin la necesidad de lograr una alta resolución.
Manipulando el crecimiento de cristales en un material impreso-3D hace que sea posible mejorar las microestructuras de los andamios de hueso. Esto los hará más fuertes y puede ayudar a las personas a recuperarse más rápidamente después de una enfermedad o lesión importante.
Los investigadores dijeron que, sin embargo, no hay estudios clínicos, que hayan tenido lugar, ya que el equipo sigue trabajando en la mejora de las propiedades mecánicas de los andamios.
En términos de donde la tecnología es en este momento, presentan sus conclisiones:
«El material utilizado (fosfato beta-tricálcico) se ha demostrado que exhibe las propiedades biológicas apropiadas. El proceso está todavía en desarrollo, y el siguiente paso es la infiltración de esta estructura altamente porosa con un polímero para crear un fuerte bio-material compuesto. La investigación demuestra el concepto de combinar la impresión en 3D con otras técnicas convencionales de fabricación de andamios (congelación en este caso) para obtener características muy finas como micro-estructurales. Creemos que tomará otros 5-10 años para que esta tecnología pueda ser utilizada en un entorno clínico. «
Los investigadores también dijeron que la tecnología podría ser utilizada en liberación controlada de fármacos. La capacidad de ajustar el nivel de la micro-porosidad hace que sea un buen candidato para esta función. «Controlando la velocidad de congelación en diferentes áreas de una parte impresa», dijeron, «es posible obtener grados de porosidad, con los poros más pequeños gradualmente hacia su superficie exterior.»
El Sr. Papastavrou añade que los implantes ortopédicos metálicos podrían ser reemplazados por los andamios de hueso en los materiales que puedan ser descompuestos por el cuerpo.
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