Guías quirúrgicas: La nueva herramienta de innovación médica.

Guías quirúrgicas: La nueva herramienta de innovación médica.

El campo de la medicina se encuentra en constante cambio y crecimiento. La aparición de nuevas tecnologías, la necesidad de mejores tratamientos y la presión por alargar la esperanza de vida de la población, sigue siendo el detonante de la innovación en este campo. Entre estos avances, encontramos el uso de impresión 3D para mejorar la practica prequirúrgica y la capacitación al especialista médico.

En esta ocasión me gustaría indagar en una aplicación relativamente nueva, pero cuyo auge ha permitido optimizar los tiempos quirúrgicos en gran medida, reducir los riesgos en el paciente y la cantidad de errores que se pueden suscitar en cirugía, esta es la creación de guías quirúrgicas personalizadas.

Estos son dispositivos creados para guiar al médico al realizar ciertas acciones durante un procedimiento, tales como fresar y cortar hueso, colocar tornillos o implantes e incluso dar la forma correcta a elementos quirúrgicos que se utilizaran en el paciente. Estos son completamente personalizados, se crean a partir de la anatomía especifica del paciente y se fabrican con materiales biocompatibles capaces de ser esterilizados. El uso de este tipo de instrumento es más común en el área dental, pero está tomando fuerza para otras aplicaciones quirúrgicas.

El proceso de creación de una guía quirúrgica comienza con un estudio de imagenología, Tomografía computarizada (TAC) o Resonancia magnética (MRI) dependiendo del tipo de tejido que se quiera visualizar y el área donde se utilizará.

Este archivo de imagen se debe cargar en un software para segmentación médica como Simpleware de Synopsys; Estos programas nos permiten crear un modelo 3D del segmento anatómico de interés, es decir, el área donde la guía quirúrgica será utilizada. De forma regular es más común crear guías quirúrgicas para ser utilizadas en tejido óseo que en tejido blando. Con ellas se realizan cortes específicos o se pueden crear marcas para colocar tornillos u otro tipo de piezas quirúrgicas como prótesis internas de diferentes articulaciones.

A partir del modelo 3D que se crea de las imágenes médicas, podemos comenzar a diseñar y bosquejar la guía quirúrgica. Para este proceso es necesario tener habilidad en diseño 3D y contar con el apoyo del especialista que la utilizará. La retroalimentación que puede realizar el médico sobre el modelo que se va creando es muy importante, ya que el indicará si este cuenta con las características necesarias para satisfacer los requerimientos de la cirugía, además de confirmar que su tamaño, dimensiones y forma de uso son sencillas y prácticas.

Las iteraciones que se pueden llevar a cabo durante el proceso del diseño pueden ser varias, pero lo importante es acercarse lo más posible al producto final. El tener el segmento anatómico exacto, basado en las imágenes del paciente es una herramienta indispensable que asegurar el grado de personalización requerido, para que, al momento de realizar la cirugía, este encaje perfectamente en el paciente.

Cuando el diseño 3D de la guía esta completo, sigue la fabricación de la pieza utilizando impresión 3D. Debido a su forma compleja y a los costos de los materiales, la manufactura aditiva es la herramienta más indicada para su construcción.

Estas piezas tendrán contacto directo con el interior del paciente, por lo que es necesario seleccionar materiales que sean biocompatibles, es decir, que no generen efectos adversos al interactuar con los tejidos, permitiendo la seguridad del paciente en todo momento. Stratasys maneja diferentes materiales que pueden ser usados en el cuerpo humano, los cuales están certificados para interactuar con mucosas por 24 horas o con piel por 30 días, lo que las hace ideales para esta aplicación de guías quirúrgicas.

Nosotros recomendamos el uso de una tecnología de manufactura aditiva basada en resinas para esta aplicación. Otras tecnologías pueden crear las piezas de forma eficiente, pero el acabado final tiene capas o porosidades que pueden afectar el performance de la guía o donde se pueden alojar rastros de contaminantes o patógenos. Debido al acabado liso que se tiene con las resinas, es más viable el uso de tecnologías como PolyJet para su construcción.

Un punto importante aquí es la normativa que guía las buenas prácticas y uso de este tipo de dispositivos médicos, para garantizar la seguridad del paciente y la viabilidad de las guías quirúrgicas. Además de esto, la calidad con la que fabrica las piezas el equipo de manufactura aditiva juega un papel muy importante del proceso, ya que debe tener la resistencia suficiente, la capacidad de esterilizarse, ser biocompatible y tener un acabado suave y homogéneo.

Existen equipos especialmente diseñados para este tipo de aplicaciones, este es el caso de la impresora J5 MediJet de Stratasys.

J5 MediJet

Esta máquina es una de las impresoras más rápidas del mercado actualmente, que admite una larga variedad de resinas para crear piezas variadas, enfocadas a modelos anatómicos para planeación quirúrgica y entrenamiento médico, para el desarrollo de dispositivos médicos y la creación de guías quirúrgicas.

Este equipo de la tecnología PolyJet cuenta con la aprobación del 510k de la FDA para la comercialización de dispositivos médicos. Además, posee certificaciones de biocompatibilidad como lo son el ISO 10993-1: 2018 y el ISO 185562-1:2017, lo que avala ciertos materiales de este equipo para ser usados en el cuerpo humano de forma temporal.

Estas resinas pueden ser esterilizadas por medio de vapor en un ciclo especifico controlado, Óxido de etileno (gas) o rayos gamma. Además, el sistema del equipo cuenta con una alerta que permite al usuario saber si hubo contaminación cruzada de alguno de los materiales biocompatibles.

Dentro de la gama de resinas biocompatibles disponibles para esta máquina, se encuentran:

• MED610 (rígida y transparente).
• MED614RGD

Ya que se cuenta con el material indicado y el diseño completo, se puede mandar a imprimir la pieza en 3D. Una vez concluida, se debe dar un postproceso para eliminar el material de soporte y poder pasar al proceso de esterilización.

Como mencionaba al inicio de este blog, la innovación médica como resultado de la búsqueda de mejores tratamientos para el paciente, ha permitido la invención de este tipo de herramientas, las cuales no solo brindan más seguridad durante los procedimientos quirúrgicos, sino que además ayudan a la reducción de tiempos y disminución de costos. No podemos esperar a ver que otras aplicaciones clínicas surjan de la combinación de la impresión 3D y la innovación médica, pero estamos seguros de que beneficiaran ampliamente al paciente.