I Jornada sobre impresión 3D en el ámbito clínico

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El 3 de noviembre pasado se celebró en en el campus de Madrid-Puerta de Toledo de la UC3M la primera “Jornada de innovación sobre impresión 3D en el ámbito clínico”, organizada por la Universidad Carlos III de Madrid y el Instituto de Investigación Sanitaria Gregorio Marañón (IiSGM).

En el evento participaron los servicios de traumatología y cardiología del Hospital Gregorio Marañón y otros hospitales madrileños de la Plataforma ITEMAS, los grupos de investigación del CIBERCV e investigadores de la UC3M. Además, con el objetivo de impulsar productos y servicios innovadores, el encuentro contó con la participación de una selección de empresas del sector.

La jornada estuvo dividida en tres sesiones dedicadas a las tecnologías habilitadoras (captura y entrada de datos, procesado y simulación), impresión de materiales biológicos e impresión de materiales inorgánicos (herramientas quirúrgicas y dispositivos implantables).

Al término de este encuentro entrevistamos a Javier Pascau, profesor del departamento de Bioingeniería e Ingeniería Aeroespacial de la UC3M donde desarrolla sus investigaciones sobre cuantificación y registro de imágenes multimodales en clínica y preclínica, así como el guiado de intervenciones quirúrgicas mediante la combinación de dispositivos de posicionamiento y estudios de imagen; y al doctor Rubén Pérez Mañanes, traumatólogo especialista en cirugía reconstructiva y responsable de haber introducido las aplicaciones de la impresión 3D doméstica en el Hospital Universitario Gregorio Marañón.

JAVIER PASCAU
Ingeniero Superior de Telecomunicación. Es director del Grado en Ingeniería Biomédica y profesor del departamento de Bioingeniería e Ingeniería Aeroespacial de la UC3M.

Javier Pascau
¿Qué investigaciones se realizan en la actualidad en el Grupo de Imagen e Instrumentación Biomédica de la UC3M (BIIG), al que perteneces, relacionadas con la impresión 3D?

En nuestro grupo empleamos impresión 3D para la fabricación de piezas específicas en equipamiento de adquisición de imagen. Es una tecnología que nos permite evaluar diseños de forma fácil y rápida. También tiene un valor muy importante en la línea de investigación en cirugía guiada por imagen, donde permite adaptar las intervenciones al paciente específico o simular todo un procedimiento sobre maniquíes creados a partir de la  imagen de un paciente real.

¿Qué problemas ayuda a resolver la utilización de las impresoras 3D en tu ámbito de estudio? ¿Cuál es su utilidad clínica?

La impresión 3D nos ha permitido diseñar y fabricar accesorios para la navegación quirúrgica adaptados a la anatomía del paciente. En algunas áreas anatómicas, como las extremidades, la precisión de la navegación disminuye porque no se puede asegurar una colocación de la mano o el pie del paciente igual a la que tuvo durante la adquisición de la imagen de referencia, como puede ser una Tomografía Computarizada. Gracias a la impresión 3D podemos crear un soporte que se adapta a la anatomía del paciente, y dado que lo hemos diseñado sobre la imagen podemos navegar más fácilmente y con precisión.

En el campo de la simulación y entrenamiento, la impresión 3D tiene también un alto valor. Nos permite crear modelos a partir de datos reales de paciente que podemos emplear tanto para validar nuestros métodos, midiendo errores o detectando problemas, como para entrenar al personal clínico en una técnica intervencionista.

¿En qué dispositivos de uso clínico se han materializado las investigaciones que se han realizado?

Actualmente tenemos varios proyectos en marcha en los que la impresión 3D es un componente esencial. Todos ellos se evalúan bajo un protocolo clínico de investigación, pero esperamos transferirlos a empresas que puedan convertirlos en productos para cualquier paciente. En breve esperamos empezar unas pruebas de navegación en cirugía del cáncer de mama en las que podemos integrar ultrasonido y escáner de superficie para facilitar el guiado de estas cirugías. También estamos evaluando un sistema de navegación para neuroestimulación de las raíces sacras que facilita el guiado de la aguja que se emplea para colocar el estimulador.

El BIIG ha desarrollado el primer quirófano oncológico con navegador, ¿qué ha supuesto este quirófano para el tratamiento del cáncer?

En este quirófano, instalado en el Hospital General Universitario Gregorio Marañón, se realizan procedimientos de radioterapia intraoperatoria. Este tratamiento disminuye el riesgo de recidiva local tras una resección tumoral gracias a la irradiación con un haz de electrones. El navegador que hemos desarrollado permite guiar el tratamiento radioterápico, lo que resulta de ayuda en estos procedimientos tan complejos. Además, recientemente hemos publicado el empleo del sistema de navegación para guiar el desplazamiento del acelerador portátil en este quirófano, lo que redunda en una importante disminución de tiempo, algo a tener en cuenta en cualquier cirugía.

RUBÉN PÉREZ MAÑANES
Doctor en Medicina. Es especialista en Cirugía Ortopédica y Traumatología en la Unidad de Tumores Musculoesqueléticos del Hospital General Universitario Gregorio Marañón.

Rubén Pérez Mañanes
¿Qué ha significado la utilización de impresoras 3D para el ámbito de la medicina?

Se trata de una tecnología disruptiva que está cambiando el paradigma en muchos cuidados de salud. El abaratamiento de las máquinas, así como el desarrollo de nuevos materiales de impresión, incluidos metales o compuestos biocompatibles, permite dar un salto exponencial en la medicina personalizada.

¿Qué te llevó a aplicar tu trabajo a la impresión 3D?

Ha sido una evolución natural. Al principio fue el desarrollo de la imagen 3D lo que nos permitía mejorar la interpretación de la patología y la planificación terapéutica. Con la aparición en el mercado de las impresoras 3D de escritorio tardamos muy poco en trasladar el modelo 3D digital a un modelo físico tangible. Una reproducción a tamaño real que nos ofrecía una nueva herramienta para mejorar la comunicación médica, la simulación y el entrenamiento, así como la planificación y la ejecución quirúrgica.

Tu especialidad es la traumatología, ¿cuáles son las aplicaciones de la impresión 3D más innovadoras en este campo médico?

Con la impresión 3D podemos disponer de un biomodelo que actúa de réplica anatómica del paciente y de su patología. De esta manera podemos planificar la cirugía llegando incluso a seleccionar y moldear los implantes sobre el modelo impreso antes de entrar en quirófano. Igualmente es posible la fabricación de plantillas y guías de posicionamiento paciente-específicas, que conforman perfectamente sobre superficies del paciente para trasladar puntos quirúrgicos planificados sobre la imagen radiológica al propio campo de la operación. Si además lo fabricamos en metal, saltamos a la impresión de implantes y prótesis a medida, y si empleamos biotintas entonces podemos fabricar tejidos viables o construir estructuras osteoarticulares cargadas con sustancias farmacológicas que potencien el efecto curativo.

¿La bioimpresión será el futuro de la medicina a medida?

Sin duda la bioimpresión será clave en el desarrollo de la medicina personalizada y la cirugía de precisión. La fabricación a medida de sustitutos biocompatibles, tejidos y órganos es una realidad, y su salto al paciente habitual es cuestión de poco tiempo. Con ello se cambiará el paradigma en los cuidados de salud, donde podrá llegarse a un escenario donde remplazar un órgano sea más eficiente que abordar el tratamiento de la propia patología.

¿Qué papel está jugando la universidad en el ámbito de la innovación en general y en particular en el ámbito de la salud?

El trabajo colaborativo es fundamental en la traslación clínica de tecnologías disruptivas, así la innovación debe promoverse tanto en el entorno universitario como en el entorno sanitario. Cada vez es más frecuente encontrar iniciativas que conectan ambos entornos entre sí y con las empresas, creando así espacios de desarrollo integral.