Revolucionando la medicina:el impacto de la impresión 3D en la atención sanitaria

La impresión 3D, más conocida técnicamente como fabricación aditiva, no es tan nueva como la gente piensa. Se remonta a la década de 1980, pero en los últimos años se ha convertido en un método de fabricación popular para muchos clientes de Xometry, incluidos aquellos del sector aeroespacial, automotriz, arquitectura, educación, joyería y arte. En medicina y atención sanitaria, se ha utilizado de forma impresionante para fabricar prótesis, equipos médicos e incluso órganos de reemplazo. Si bien Xometry no ha impreso en 3D ningún órgano bajo demanda (¿todavía?), hay muchas otras aplicaciones en este campo en las que hemos trabajado con nuestros clientes médicos y de atención médica.

En este artículo, repasaremos todo lo que hay que saber sobre la impresión 3D en las industrias médica y sanitaria.

¿Qué es la medicina y la atención sanitaria?

Primero, cubramos brevemente qué entendemos exactamente por medicina y atención médica. Estos son términos generales que se refieren a todas las prácticas y procedimientos involucrados en la prevención, tratamiento, alivio y cura de enfermedades, dolencias, lesiones y otras condiciones médicas, tanto físicas como mentales.

"Medicina" se utiliza para describir aspectos con los que los médicos y profesionales médicos tienen que lidiar, como recetar medicamentos reales, tratar a pacientes, realizar cirugías y servicios psiquiátricos. "Atención sanitaria" es un término más amplio que abarca tanto la medicina como los servicios de apoyo, como farmacéuticos, terapeutas e incluso aquellos que diseñan y fabrican equipos médicos.

¿Cómo ayuda la tecnología de impresión 3D a la medicina y la atención sanitaria?

La fabricación tradicional en el sector sanitario implica mucho trabajo manual para crear equipos médicos desde cero. El proceso toma las materias primas y elimina secciones mediante rectificado, tallado y mecanizado hasta que se fabrica el producto final. La impresión 3D ha hecho que el proceso sea más fácil, mucho menos laborioso y, a veces, más rápido y económico. 

La impresión 3D no da forma a una losa de material para fabricar los productos, sino que los construye capa por capa utilizando filamentos, resinas o polvos fundidos. Los diseños del producto generalmente se crean utilizando software de diseño asistido por computadora (CAD), pero también es posible crear modelos a partir de escaneos 3D realizados por máquinas de resonancia digital (MRI). En el sector sanitario, puede encontrar tanto fabricantes de impresión 3D a gran escala como Xometry como instalaciones de impresión en el punto de atención.

Una breve historia de la impresión 3D en el sector sanitario

Aunque no han cumplido 150 años, la primera señal de que los humanos estaban en el camino correcto en lo que respecta a la impresión 3D fue en la década de 1860, cuando François Willème, un artista francés, inventó el método de “fotoescultura”. Esto implicaba tomar fotografías (bueno, en aquellos días habrían sido dibujos) de un objeto desde muchos ángulos diferentes y luego usar esas imágenes para hacer una representación 3D. 

Cien años después, en 1985, un estadounidense de Colorado llamado Chuck Hall inventó el primer proceso de obtención de imágenes sólidas, también conocido como estereolitografía. Este fue el primer paso hacia la creación de impresoras 3D. La industria de la salud comenzó a utilizar la impresión 3D en el año 2000, y un año después se imprimieron en 3D los primeros soportes sintéticos para tejido de vejiga humana. En 2008, se fabricó la primera prótesis de pierna impresa en 3D.

Desde entonces ha habido muchos avances en relación con la impresión 3D en la medicina y la atención sanitaria. Los vasos sanguíneos se bioimprimieron en 3D (un proceso que integra células vivas y biomateriales) en 2009, y en 2014 se lanzó comercialmente tejido de hígado humano impreso en 3D. Los científicos comenzaron a bioimprimir corazones y sacos pulmonares en 2019. Un año después, la empresa británica de biotecnología FABRX lanzó una máquina de fabricación de medicamentos personalizados llamada M3DIMAKERTM. El sector no ha hecho más que avanzar desde entonces, y la impresión 3D se ha convertido en algo habitual en la medicina y la atención sanitaria.

¿Qué cosas puede hacer la impresora 3D por la medicina y la atención sanitaria?

La impresión 3D se ha adoptado masivamente en las industrias médica y sanitaria, en gran parte debido al hecho de que todo puede personalizarse y ser específico para cada paciente. Estos incluyen implantes espinales y ortopédicos, prótesis, encajes y piezas, coronas dentales, puentes y otros dispositivos de ortodoncia, formulaciones de medicamentos y dispositivos de administración (es decir, inhaladores, parches e implantes), audífonos y modelos anatómicos detallados basados en pacientes reales y sus necesidades personales.

¡Pero eso no es todo! Se utiliza comúnmente para herramientas quirúrgicas especializadas y específicas de cada paciente, guías de procedimiento e incluso reconstrucción facial. Es más, se pueden realizar ajustes de diseño rápidos y precisos utilizando los valiosos comentarios de los cirujanos. Los implantes impresos en 3D se fabrican mediante muchos procesos de impresión 3D diferentes en una variedad de materiales, los cuales cubriremos más adelante. Por ahora, echemos un vistazo más a fondo a algunas de estas aplicaciones. 

Implantes

Ser capaz de diseñar y producir de forma rápida y precisa implantes personalizados para pacientes, incluidos implantes dentales, de columna y de cadera, ha mejorado enormemente el mundo de la medicina. Estas piezas personalizadas tienen la capacidad de reducir el tiempo de la cirugía, las complicaciones, la necesidad de alterar manualmente implantes de tamaño estándar y la cantidad de cirugías invasivas de injertos óseos que los médicos deben realizar. Todos estos factores conducen a una recuperación más rápida del paciente y a mayores posibilidades de éxito.

Prótesis

La capacidad de personalizar prótesis impresas en 3D es sin duda una de las formas más impresionantes en que se utiliza el método en la atención médica, y ha demostrado ser un punto de inflexión total para los amputados. Estas partes, que incluyen brazos y piernas, se adaptan perfectamente al cuerpo del paciente para mayor comodidad y funcionalidad. Las prótesis tradicionales y sus componentes son notoriamente caras (entre 1.500 y 8.000 dólares) y necesitan ajustes manuales periódicos extensos y bastante invasivos. Sin mencionar que tardan mucho en ordenarse y fabricarse.

Una prótesis impresa en 3D suele ser más rentable. También tiene un tiempo de respuesta rápido (en algunos casos, tan solo un día) y requiere muchos menos ajustes gracias a que es completamente personalizado. Estos factores son particularmente útiles para los niños a quienes las prótesis les quedan pequeñas rápidamente. La impresión 3D también ayuda a que el no muy agradable proceso sea un poco más tolerable tanto para niños como para adultos, ya que pueden elegir los diferentes colores, diseños y estilos de sus prótesis.

Réplicas anatómicas

Además de las prótesis, se pueden crear réplicas anatómicas para su uso en educación, formación y planificación prequirúrgica. Estas impresiones imitan muy de cerca, si no con precisión, órganos reales que están diseñados a partir de datos de imágenes reales del paciente para permitir a los profesionales ensayar sus cirugías antes del gran evento. Se pueden simular cirugías complicadas, lo que permite a los médicos y alumnos mejorar sus habilidades y confianza para lograr menos complicaciones y mayores posibilidades de éxito. En Xometry ofrecemos impresión a todo color mediante la tecnología de impresión 3D PolyJet, que nos permite crear réplicas reales con texturas y colores realistas. Puede obtener más información sobre esa tecnología en nuestra página de servicio PolyJet.

Impresión de órganos y tejidos

La bioimpresión, que no es un servicio que ofrece Xometry, se ha utilizado para crear andamios que se asemejan al tejido humano y ha sido el primer paso en la fabricación de órganos y tejidos impresos en 3D. Si bien los órganos impresos en 3D, como hígados y riñones, aún no son del todo comunes, se están logrando muchos avances. Los investigadores trabajan constantemente en nuevas tecnologías y enfoques para sacarlos a la luz lo antes posible. Estos órganos fabricados a máquina tienen el potencial de salvar millones de vidas, ya que las personas enfermas no tendrán que estar en largas listas de espera ni simplemente esperar lo mejor.

Otras aplicaciones

Para una mayor precisión y personalización, los dispositivos y herramientas médicos diseñados específicamente para cada paciente pueden imprimirse (y se están imprimiendo) en 3D dentro del sector sanitario. El método también se utiliza para dosis y fórmulas de medicamentos personalizados. Esto reduce la posibilidad de efectos secundarios desagradables. Por ejemplo, la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. (FDA) aprobó Spritam, un medicamento para la epilepsia fabricado mediante impresión 3D. El proceso mejoró este medicamento y lo hizo más fácil de disolver que otras píldoras.