Cómo puede cambiar la vida a un médico la impresión en 3D

Llevamos ya muchos años escuchando que las impresoras 3D van a ser el futuro de la medicina, entre otros muchos campos, pero ¿están ya en nuestra vida diaria o nos toca esperar a que esté más madura la técnica?

Poder imprimir objetos tridimensionales en multitud de materiales (diferentes tipos de plástico, resina, titanio, otros metales etc...) abre un abanico inmenso para multitud de aplicaciones. Centrándonos en el ámbito médico, tener esta capacidad supone una individualización de tratamientos enorme, pudiendo prácticamente personalizar cada pieza física que ofrezcamos al paciente.

Dentro de la medicina son muchos los campos en los que las impresoras 3D están suponiendo un gran avance. Hagamos un repaso por ellos centrándonos en qué cosas podemos ver a día de hoy y para cuáles nos toca esperar.

Creación de prótesis personalizadas

Es en lo que primero piensa uno al hablar de impresión 3D: crear piezas protésicas individualizadas. Las prótesis “clásicas” son extremadamente caras y, aunque las casas comerciales ofrezcan diferentes modelos con gran variedad de tamaños, una similitud total con el paciente es prácticamente imposible.

Mediante modelos a través de pruebas de imagen (principalmente tomografía computarizada) podemos crear piezas que encajen al 100% con la anatomía única de la persona a tratar.

Además, estas piezas impresas tienen un precio menor, ya que se crean según se necesiten y no dependen tanto de las grandes compañías que desde siempre han copado el mercado. El abaratamiento de costes tiene especial importancia en niños: estos irán creciendo y deberemos recambiar las prótesis cuando estas se queden pequeñas. Precios más asequibles nos permiten recambiar las prótesis cada cierto tiempo, teniendo la seguridad de que cada una que coloquemos será la perfecta en ese instante.

Ortodoncia

Ha sido el ámbito en el que primero ha tenido presencia la impresión 3D. En ocasiones los clásicos “brackets” pueden ser reemplazados por alineadores/retenedores de materiales plásticos. Estos son más estéticos que los brackets convencionales ya que se fabrican transparentes y además son más cómodos debido a que se pueden retirar para comer.

Su precio solía ser elevado, pero la llegada de las impresoras 3D ha permitido una rebaja de los mismos, siendo incluso posible para el ortodoncista disponer de impresora 3D profesional propia (con precios a partir de 4500-5000 euros), permitiendo rebajar el precio y ofrecer un tratamiento más preciso e individualizado.

Incluso hay un caso reciente de un estudiante de diseño que, cansado de su sonrisa con un par de dientes mal posicionados y su poco presupuesto, decidió imprimirse su propia ortodoncia con la impresora 3D de su universidad, con un estupendo resultado. Aunque (al igual que el propio autor de la misma) desaconsejamos esta práctica, no deja de ser un caso tremendamente curioso.

Estudios clínicos

En los ensayos clínicos clásicos la fase del uso del fármaco en humanos siempre se precede de la utilización de modelos animales. Esto cada vez genera más controversia, reclamando las asociaciones de defensa de los animales algún método para evitar la experimentación animal.

Si bien hoy día esta fase es irrenunciable, el uso de impresión 3D de tejidos vivos supone una alternativa a corto-medio plazo. Todavía el número de tejidos disponibles para ello es extremadamente limitado (principalmente tejido hepático), pero la buena noticia es que ya es posible su uso. Quizás en un futuro sea posible la formación de un organismo con todos sus órganos en los que experimentar, aunque esto abra otro debate ético diferente.

Órganos humanos

La falta de órganos para trasplantes es un asunto de gran actualidad. La gente hoy día vive más tiempo, lo que repercute en un aumento en la cantidad de personas que requieren un nuevo órgano. Asimismo, la concienciación ciudadana y los avances tecnológicos de los vehículos han provocado una gran disminución de accidentes de tráfico.

Esto evidentemente es motivo de celebración, pero por desgracia suponían una fuente tremendamente importante de pacientes jóvenes con órganos sanos que fallecían y podían convertirse en donantes. Por tanto, la creación de órganos apoyados en la impresión 3D se convierte en una prioridad en el ámbito médico.

Ahora bien, a pesar de esto quizás sea el terreno en el que la técnica anda más verde. El principal problema al que nos enfrentamos es que los órganos sólidos como el hígado o riñón tienen multitud de vasos sanguíneos, los cuales tienen unas propiedades biológicas imposibles de reproducir con la tecnología actual.

Se está avanzando en la creación de matrices orgánicas, en las que se imprime el “andamiaje” del órgano poblándose el mismo con células que crean la estructura orgánica del órgano y los vasos sanguíneos. Los resultados son prometedores, pero todavía modestos. Todavía nos queda mucho recorrido para poder “imprimirnos” un riñón cuando nos el nuestro nos falle.

Probablemente sea Organovo, empresa de biotecnología radicada en San Diego, la que más está avanzando en este aspecto. Hoy día ofrece servicios de tejidos biológicos para realización de investigación (como lo anteriormente comentado), estando los procesos de creación de órganos propiamente dichos en estudio.

El único órgano en el que la impresión 3D está comenzando a ser usada de manera más inmediata es la piel (recomiendo la charla TEDx Madrid sobre el asunto, breve y muy interesante). Esto es debido a que los vasos sanguíneos discurren por debajo de la piel, permitiendo colocar encima nuestra piel “impresa” y usar los vasos ya presentes en el paciente, evitando el problema que tenemos con otros órganos.

Realmente no es una impresión como tal (no se imprime “plástico” para reemplazar la piel), sino que se usa la impresora para conseguir el crecimiento de células de la piel de una manera más automatizada que cuando se realiza de manera “manual”, usando como sustrato células del paciente.

Pastillas 3D

Hay muchos pacientes que toman 5-10 pastillas al día, generalmente gente mayor, con patologías que exigen un control preciso de las dosis.

Las impresoras 3D permiten la creación de pastillas personalizadas en las que combinar varios tipos de principios activos. Se podría acabar el “me tomo media pastilla de la roja, un cuarto de la amarilla y dos de las verdes”, pudiendo reducir todo esto a un único comprimido personalizado en cada toma. Esto evitaría olvidos y dosis incorrectas.

También serviría para crear pastillas personalizadas para niños, minimizando que los mismos adquieran el rol de enfermo: dar píldoras con formas divertidas podría hacer más fácil tratar a niños con problemas crónicos.

El problema que ha tenido esta técnica ha sido que las impresoras 3D trabajan mediante moldeado por calor, siendo incompatibles con el uso de medicamentos debido a que estos perdían sus características farmacológicas con las altas temperaturas.

Esto se ha solucionado con el uso de la técnica estereolitográfica, en la que los materiales utilizados como vehículo de los principios activos son fotopolimerizables. Esto significa que, aplicando luz ultravioleta, conseguimos que el material solidifique, salvaguardando las propiedades de los compuestos medicamentosos.

Curiosamente esta técnica es la más antigua en la realización de piezas 3D, pero no había sido usada antes para este propósito.

Si bien es muy prometedor, todavía queda bastante para ver el uso generalizado de las impresoras en este ámbito. Todavía no han sido aprobadas para su uso médico, y las pruebas con medicamentos se limitan a un número muy reducido de los mismos. Son necesarios estudios clínicos más amplios.

Un futuro no tan lejano

Como vemos, aunque prometedoras, las impresoras 3D necesitan cierto recorrido para convertirse en algo cotidiano en el ámbito médico. Visitando Createc (pionera en Granada en impresión 3D) nos explican cómo poco a poco diferentes profesionales sanitarios van requiriendo este tipo de servicios. Los primeros, como comentábamos, han sido los ortodoncistas. Esto es debido a que las piezas usadas por ellos no se implantan en el cuerpo, por lo que la biocompatibilidad necesaria de las mismas es menor y su manejo es más sencillo. Poco a poco más profesionales van añadiendo a su práctica diaria estas técnicas.

Un mundo de prótesis, medicamentos y órganos impresos en tres dimensiones es lejano, pero vamos progresando.

Bonus: 3D en prótesis para animales

No solo nosotros nos íbamos a beneficiar de la impresión 3D. Con piezas muy básicas podemos ayudar a nuestros amigos de cuatro patas a sobrellevar sus limitaciones.

Y si no, ¡decídselo a Derby y a sus nuevas patas!

Fotos | iStock | Smikey Io | Steve Jurvetson