Huesos impresos en 3D: son reales y permiten solucionar fracturas

Escrito por , 2 de julio de 2013 a las 08:30
Huesos impresos en 3D: son reales y permiten solucionar fracturas
Conocimiento

Huesos impresos en 3D: son reales y permiten solucionar fracturas

Escrito por , 2 de julio de 2013 a las 08:30

La impresión 3D está convirtiéndose en una de las grandes promesas de los nuevos avances tecnológicos, y su impacto en el campo de la salud es más que evidente. Ahora ingenieros del MIT han conseguido huesos impresos en 3D.

Desde hace tiempo, la impresión 3D se ha revelado como la última gran promesa de la tecnología, convirtiéndose en una herramienta que podría dejarnos más cerca de la nueva revolución industrial 2.0. Desde hace meses, las impresoras 3D están disponibles a un precio más o menos razonable, y esto ha conllevado el lanzamiento de novedosas aplicaciones en múltiples campos tecnológicos.

En Think Big os hemos hablado de algunos desarrollos de la impresión 3D en nuestro día a día. Por ejemplo, en la importante labor que podría realizar una startup norteamericana, que pretende acercar el arte a personas invidentes, utilizando para ello impresoras 3D. Un nuevo modo de que la tecnología haga llegar la cultura a toda la sociedad, independientemente de sus condiciones físicas y sus discapacidades. Una muestra, sin duda, de que esta poderosa herramienta puede romper con las barreras que nos separaban en el pasado.

Y es que ser capaces de imprimir cualquier cosa que se nos pase por la cabeza y podamos diseñarla en un ordenador, es una idea increíble, que a corto plazo hará que nuestras vidas cambien de manera radical. La manufactura de cualquier objeto que deseemos puede provocar avances en ingeniería, pero también en áreas relacionadas con nuestra salud.

Como la denominaron en esta charla TEDx, la impresión 3D puede ser considerada como la tecnología más disruptiva e innovadora del siglo XXI. En particular, en relación con sus aplicaciones biomédicas. En artículos anteriores hemos hablado de su impacto en el desarrollo de trasplantes, tejidos artificiales o incluso,  en la reconstrucción facial de pacientes víctimas del cáncer.

Hoy os presentamos una nueva aplicación de la impresión 3D, relacionada con la medicina en general, y con la traumatología en particular. Y es que, por increíble que parezca, en el futuro, cuando nos fracturemos un hueso, quizás las impresoras 3D sean las que ayuden a los profesionales médicos a curarnos.

¿La impresión 3D curará nuestros huesos rotos?

Un avance conseguido por el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) podría ser una ayuda fundamental para resolver los problemas de fracturas óseas, provocadas por golpes o caídas accidentales. Su trabajo de investigación, publicado en la revista Advanced Functional Materials, ha logrado la impresión 3D de resinas y materiales heterogéneos, que podrían imitar en un futuro a una estructura ósea.

Si supiéramos cuál es el estado de la fractura, podríamos diseñar por ordenador cuál debe ser el mejor material que se adapte al daño producido, para conseguir mimetizar las propiedades mecánicas del hueso fracturado. Estos materiales sintéticos, conseguidos mediante impresión 3D, podrían entonces adaptarse en los pacientes y utilizarse de manera habitual en medicina. ¿Se imaginan los hospitales llenos de impresoras 3D? Quizás esta utopía se haga realidad más pronto de lo que creemos.

Radiografía

El gran logro de este grupo de trabajo, dirigido por Markus Buehler, no radica tanto en la fabricación de huesos por impresión 3D, sino más bien en un avance importante que puede ser extendido a otras áreas de aplicación de este tipo de impresoras. Esto es debido a que consiguieron por primera vez usar la impresión 3D para fabricar dos polímeros sintéticos con base en un determinado patrón geométrico, tal y como ocurre (salvando las distancias, claro) en las estructuras óseas.

El material del que se compone un hueso no es único, y su diseño no es sencillo. Aunque, fundamentalmente, existen dos componentes (una matriz de colágeno elástico suave que sirve como ‘soporte’ de la hidroxiapatita, mucho más rígida y dura), y con base en esta estructura podríamos fabricar estos nuevos ‘huesos artificiales’.

Emular y fabricar un hueso por diseño e impresión 3D no representa una tarea sencilla, como podremos imaginar. Si ya de manera natural no es fácil curar las fracturas óseas, ¿cómo podemos trasladar esto al mundo artificial de las impresoras 3D? Este importante desafío fue solucionado por el equipo de Buehler, mediante el clásico ensayo de prueba-error, en el que se trataba de probar diversos diseños y componentes, para lograr que los productos impresos tuvieran en parte las mismas características (resistencia a las fracturas, por ejemplo) que los materiales óseos naturales.

En palabras del investigador Leon Dimas, participante en el estudio, «most importantly, the experiments confirmed the computational prediction of the bonelike specimen exhibiting the largest fracture resistance«. Es decir, el logro no fue solo conseguir huesos por impresión 3D, sino más bien ser capaces de predecir y diseñar por ordenador la estructura biomimética más adecuada.

Este avance del MIT podría ser utilizado a medio plazo en medicina, pero la forma de trabajo y su aplicación también revolucionaría el trabajo realizado mediante impresoras 3D. Que sea posible imprimir a la vez varios componentes con diseños geométricos determinados, sin duda, será un logro del que nos beneficiaremos en muchos otros campos, no solo en aquellos relacionados de manera directa con la salud. 

Imágenes | Flickr, Flickr II

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