Ojos artificiales, cráneos plásticos: imprimiendo el cuerpo humano en 3D

Por Meera Senthilingam

(CNN) — El siglo 21 ha visto el crecimiento de la impresión en 3D, con aplicaciones bien conocidas en la arquitectura, la industria manufacturera, la ingeniería y, ahora cada vez más, en la medicina.

El nacimiento de las tecnologías de escaneado en 3D, combinado con tintas orgánicas y termoplásticas, ha permitido el "bioprinting" de una variedad de partes del cuerpo humano para satisfacer una amplia gama de condiciones médicas. Empecemos desde arriba.

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Cráneos

Los doctores del Centro Médico Universitario Utrecht, en Holanda, han informado que llevaron a cabo exitosamente la primera cirugía al sustituir completamente un cráneo de un paciente con un modelo de plástico hecho a la medida que fue impreso en 3 dimensiones.

El paciente tenía una enfermedad ósea crónica que hizo que su cráneo tuviera 5 cm de grueso. El hospital dijo que la condición le había causado pérdida de visión y finalmente la habría matado, pero que tres meses después de la operación la paciente recuperó su visión y pudo regresar a trabajar.

Ojos

La impresión por lotes de hasta 150 prótesis oculares por hora se ha convertido en realidad, de acuerdo con la empresa establecida en el Reino Unido, Fripp Design and Research. La técnica de producción en masa o por lotes promete acelerar la fabricación de prótesis oculares y bajar el costo. Al imprimir cada ojo con una ligera variación de color se busca producir mejores resultados estéticos.

El objetivo es asegurar ojos más accesibles para el mundo en vías de desarrollo, con países como India que, según informes, tiene interés en los productos. La compañía, en colaboración con la Universidad Metropolitana de Manchester del Reino Unido, espera implementar el uso de sus prótesis oculares dentro del próximo año.

Narices y orejas

Fripp Design también ha colaborado con la Universidad de Sheffield, en el Reino Unido, para producir prótesis faciales como orejas y narices. Las exploraciones faciales 3D de los pacientes son utilizadas para imprimir prótesis usando pigmentos, fécula de almidón y silicón para reproducir partes faciales que se ajustan estrechamente a la nariz u oreja original del paciente. El beneficio real aquí es que una vez las partes comienzan a deteriorarse, pueden volver a ordenarse a una fracción del costo, puesto que la tecnología y el diseño ya estarán en el sitio. El proceso más simple de explorar la cara de un paciente, en lugar de moldes de cara más invasivos necesarios para prótesis tradicionales, hace que el proceso sea más cómodo para el paciente.

Un equipo de la Universidad de Cornell, en Estados Unidos, lo está haciendo de forma diferente. Está imprimiendo moldes en 3D de la oreja de un paciente, utilizando gel de tinta que contiene células vivas. Los productos impresos son inyectados con células de cartílago bovino y colágeno de rata e incubados hasta que están listas tres meses después. Los trasplantes humanos podrían ser posibles dentro de tres años, dicen los investigadores.

Piel sintética

James Yoo de la Escuela de Medicina de Wake Forest en los Estados Unidos está desarrollando una impresora que imprimirá piel directamente sobre las heridas de las víctimas por quemaduras. La "tinta" que está utilizando consiste de enzimas y colágeno, la cual una vez impresa se recubre con células de tejido y células de piel que se combinan para formar el injerto de piel. El equipo tiene planificado desarrollar impresoras portátiles para imprimir piel directamente sobre las heridas en entornos remotos y devastados por la guerra.

El injerto de piel sintética necesita coincidir con la coloración del paciente, lo más preciso que sea posible para que el injerto parezca natural. La doctora Sophie Wuerger y su equipo de la Universidad de Liverpool en el Reino Unido están trabajando en el uso de cámaras 3D, procesando imágenes y haciendo moldes de piel para asegurar el tono y la textura de la piel impresa para que coincida con la piel real.

Miembros

Los termoplásticos han dado paso al desarrollo de versiones impresas de manos, hombros e incluso dedos individuales. Richard Van As es uno de los que producen prótesis de manos y dedos asequibles con su empresa Robohand, con sede en Sudáfrica. El equipo está creando dedos funcionales para ser usados en manos amputadas al combinar la impresión del termoplástico poliláctico con aluminio y dedos de acero inoxidable para crear un dedo mecánico funcional.

Robohand recientemente colaboró con el empresario de Estados Unidos, Mike Ebeling, en un proyecto que proporciona brazos impresos asequibles a personas amputadas por la guerra en Sudán. La colaboración es conocida como "Proyecto Daniel", llamada así después que el niño de 14 años Daniel Omar perdiera ambas manos y parte de sus brazos luego que una bomba fuera lanzada cerca de la casa de su familia, en las montañas de Nuba, Sudán. El equipo está haciendo que sea posible para Robohand alcanzar a las masas con costos de tan solo 100 dólares por una mano básica.

Huesos

Uno de los campos mejor establecidos de la impresión 3D es la impresión biológica de implantes de huesos humanos y ahora el reemplazo de los huesos.

En el 2011, los investigadores de la Universidad estatal de Washington anunciaron que habían impreso una estructura similar al hueso que actúa como un andamio para que crezcan nuevas células de hueso, antes de degradarse. La estructura fue impresa usando fosfato de calcio y ha sido probada exitosamente en animales. Se espera imprimir injertos según los requisitos del cliente para usarse en pacientes con fracturas de hueso.