En el marco del proyecto DAP4MED se han empleado hasta seis resinas plásticas para reproducir los diferentes tejidos de órganos humanos para preparar cirugías complejas.
El Instituto Tecnológico del Producto Infantil y Ocio (AIJU) y la empresa Avamed Synergy han reproducido, mediante impresión 3D, modelos anatómicos de órganos y tejidos para preparar operaciones y para tareas formativas.
Esta investigación se ha desarrollado en el marco del proyecto DAP4MED, financiado por el IVACE, y -como señala la directora general del IVACE, Júlia Company, pone de manifiesto la importante aportación que realizan los centros tecnológicos, no solo a las empresas de sus respectivos sectores, sino a la sociedad en general.
Así, el modelo 3D creado en el marco de este proyecto de investigación combina hasta 6 resinas que reproducen los diferentes tejidos, como vasos sanguíneos, tejido óseo, o tejido tumoral. El biomodelo impreso ha servido para la planificación de una cirugía tumoral complicada. Concretamente la de un paciente aquejado con una lesión de estirpe grasa en el compartimento anterior del muslo derecho. La lesión provocaba la invasión intermuscular de paredes no definidas que además generaba desplazamiento de los tejidos blandos adyacentes; poniendo en riesgo también el paquete vasculonervioso.
La lesión era de gran tamaño y se extendía hasta el tercio proximal del muslo, localizado entre los músculos sartorio, aductores, el psoas ilíaco y el recto anterior.
Para los profesionales de la cirugía, acometer la intervención de este tipo de lesiones tan complicadas requiere una minuciosa planificación para garantizar el mayor porcentaje de éxito. En estos casos, contar con biomodelos físicos los más fieles a la realidad posibles, resulta de gran ayuda.
Detalles del proyecto DAP4MED
En todo este proceso, el primer paso, realizado por la empresa Avamed Synergy, fue, partiendo de la tomografía computerizada (TC) realizada al paciente; efectuar un exhaustivo proceso de segmentación. De esta manera, diferenció y separó los diferentes tejidos afectados, así como la complejidad de la lesión y su alcance.
Tras aislar digitalmente las estructuras de interés, se generaron ficheros independientes y se modelaron diferentes tejidos de la zona. Seguidamente, el listado de elementos posicionados se convirtió al formato STL, susceptible de der procesado por la impresora 3D.
Aquí entró en acción AIJU, que se encargó de validación de los diferentes elementos para el proceso de impresión. Para ello, analizó los ficheros y modificó o reparó cualquier información que no fuese apta para la impresión 3D. También se definieron las propiedades físicas que debían tener los diferentes tejidos, para asemejarse lo máximo posible a la realidad.
Material flexible y transpente
Así, se estudiaron también y se seleccionaron los diferentes materiales y sus combinaciones para conseguir simular los tejidos: vasos sanguíneos, tejido óseo y tejido tumoral. Este último, además, se realizó con material flexible con transparencia, para permitir visualizar ramificaciones en su interior y facilitar la labor a los cirujanos.
La impresora empleada para reproducir los órganos del paciente ha sido el modelo PolyJet J750 DAP de Stratasys. La máquina ha permitido trabajar con una muy alta precisión con espesor de pared mínimos de 0,8 mm y resolución en Z de 30µm. Ello consigue un nivel de detalle mayor incluso que el quee puede aportar actualmente el mejor equipo de tomografía de última generación.
En palabras del ingeniero responsable de Aiju Manufacturing, Nacho Sandoval, las posibilidades de impresión con la combinación de hasta 6 resinas distintas permite obtener de forma simultanea modelos multimaterial con un aspecto y comportamiento que simula los diferentes tejidos que se han seleccionado para el estudio.
Como explica Sandoval, el biomodelo ayudó a decidir la correcta disposición de la extremidad durante la cirugía. Y gracias al tratamiento en los distintos tonos de color, transparencias y dispares texturas flexibles de los diferentes tejidos, el cirujano pudo ensayar las posibles resecciones y prever así las complicaciones quirúrgicas sin aumentar los riesgos sobre el paciente durante la intervención.
Un avance importante para la medicina
El proyecto DAP4MED ha puesto de manifiesto los enormes beneficios de este tipo de biomodelos; ya que permiten a los cirujanos diponer de información precisa sobre ubicaciones, tamaños reales; así como sobre los posibles riesgos que la intervención puede tener sobre otros órganos cercanos.
En este sentido, a estos beneficios para la planificación y el ensayo quirúrgicos hay que añadir los derivados para la formación clínica. Ya que la posibilidad de trasladar estos biomodelos a facultades son muy amplias y permiten su análisis a estudiantes de medicina, incluso con la impresión de sucesivas réplicas para el correcto entrenamiento de este tipo de intervenciones.
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