Investigadores de la UCA logran huesos artificiales y sostenibles en 3D para planificar operaciones más eficientes

Un equipo del Instituto de Investigación e Innovación en Ciencias Biomédicas de la Provincia de Cádiz (INIBICA) y la Universidad de Cádiz (UCA) han diseñado huesos artificiales a partir de ácido poliláctico (PLA), un compuesto natural procedente de materia orgánica como el almidón de maíz o la caña de azúcar, que sustituye al plástico. La información difundida por Fundación Descubre, dependiente de la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación, destaca que con estas réplicas, los profesionales médicos disponen de piezas ilimitadas que pueden aplicar en la planificación de operaciones y en el entrenamiento de futuras intervenciones quirúrgicas, así como en la atención médico-paciente.

Para ello, han empleado tecnología de deposición fundida, que consiste en recrear una pieza concreta capa a capa mediante la fusión de filamentos plásticos hasta su completa composición. Así lo explican en un estudio titulado 'Comparative study of biomodels manufactured using 3D printing techniques for surgical planning and medical training' publicado en la revista Expert Review of Medical Devices, donde demuestran, además, una alta precisión de este termoplástico de bajo coste.

En este sentido, los expertos han comprobado la validez de este material sostenible desde un punto de vista económico y medio ambiental. "Su uso como filamento para impresión 3D es barato y estamos estudiando su capacidad biodegradable y su uso compatible con el organismo", comenta Miguel Suffo, investigador de la Universidad de Cádiz y coautor del estudio.

Según los expertos, estos biomodelos se fabrican según las necesidades de casos reales y permiten al médico planificar o practicar una intervención con mayor seguridad y garantías e incluso adaptar el material que previsiblemente se va emplear durante la cirugía. Estas recreaciones también mejoran la comunicación con el paciente, explicándole el diagnóstico o lesión detectada sobre el propio hueso artificial e incluso fabricar prótesis e implantes.

Huesos sintéticos, idénticos al tacto

Una ventaja principal del uso de esta tecnología es el háptica que proporciona al médico, es decir, la ciencia del tacto. "Buscamos que tanto el material como las características de la réplica sean lo más parecidas posible al hueso real. Los profesionales médicos que trabajamos con ellos nos aportan mucha información antes e incluso durante su uso, ya sea desde una consulta clínica hasta una operación: desde el grado de fuerza que se debe ejercer sobre el hueso, hasta la resistencia que puede presentar", explica el investigador del Hospital Puerta del Mar de Cádiz y autor principal de este trabajo, Pablo Andrés Cano.

Los expertos crearon tres modelos anatómicos digitales diferentes del hueso humano más largo de todo el cuerpo: el fémur. Tomaron como referencia una tomografía computarizada, prueba diagnóstica más conocida como TAC, que utiliza rayos X para obtener imágenes del cuerpo desde diferentes ángulos. En concreto, recrearon el fémur de un hombre joven que presentaba una fractura.

Durante la impresión en 3D, ingenieros del departamento de Ingeniería Mecánica y Diseño Industrial de la Universidad de Cádiz aplicaron la tecnología de deposición de filamentos fundidos (FFF), un proceso de fabricación aditiva que deposita un material termoplástico capa por capa para construir una pieza independientemente de su morfología. "Con este tipo de tecnología se obtienen componentes rígidos, duraderos y de gran precisión dimensional, ya que en muchos casos su forma es complicada", puntualiza Suffo.