impresión 3D para el desarrollo de stents biodegradables personalizados

Redacción
Sábado, 11 Marzo 2017

Guillermo Ameer y Cheng Sun, miembros del equipo de Ingeniería de la Universidad del Noroeste (Estados Unidos), están utilizando la impresión 3D para el desarrollo de stents biodegradables y flexibles que se adapten al cuerpo de un paciente específico.

"En este momento, la gran mayoría de los stents están hechos de un metal y tienen disponibilidad en diferentes tamaños. El médico tiene que adivinar qué tamaño del stent es una buena opción para mantener el vaso sanguíneo abierto. Pero todos somos diferentes y los resultados dependen de la experiencia del médico, así que no es una solución óptima", afirmó el profesor Ameer.

Con el apoyo de la Asociación Americana del Corazón, la investigación se ha publicado en la revista Advanced Materials Technologie.

Cuando los stents no ajustan bien, se mueven en la arteria, por lo que en última instancia pueden fallar. En estos casos, los médicos tienen que  volver a abrir de alguna manera el stent bloqueado o hacer un bypass con un injerto vascular. Es un proceso costoso y arriesgado.

"Hay casos en que un médico intenta implantar un stent a un paciente, y el ajuste no es bueno", dijo Ameer. "Puede haber restricciones geométricas en el vaso sanguíneo del paciente, tales como una curvatura significativa que puede perturbar el flujo de sangre, provocando que los  stents tradicionales puedan fallar. Esto es especialmente un problema para los pacientes cuyas condiciones  impiden el uso de diluyentes de la sangre. Mediante la impresión tridimensional de un stent que tiene los requisitos geométricos y biológicos exactos del vaso sanguíneo del paciente se espera  reducir al mínimo la probabilidad de estas complicaciones".

Para crear estos stents personalizados, Ameer trabajó con Sun para adaptar una técnica de impresión 3-D denominada proyección de micro-estereolitografía y fabricar stents utilizando un polímero previamente desarrollado en el laboratorio. La técnica utiliza una resina o polímero fotocurable líquido para imprimir objetos con la luz. Cuando un patrón de luz brilla en el polímero, se convierte en un sólido que luego se desplaza lentamente para curar la siguiente capa de polímero líquido. La tecnología de impresión 3D permite al equipo fabricar un stent que se adapta exactamente a las características de diseño deseables.

impresión 3D para el desarrollo de stents biodegradables personalizados

Esta técnica de impresión 3-D tiene varias ventajas. En primer lugar, es extremadamente de alta resolución. Con la capacidad de imprimir detalles tan pequeños como de 7 micras, es perfecta para la impresión de los stents, que tienen dimensiones de malla muy fina y pueden ser menores de 3 milímetros de diámetro. En segundo lugar, tiene la capacidad de imprimir hasta 100 stents a la vez: una producción  más rápida y potencialmente más barata que los métodos de fabricación tradicionales. En tercer lugar, es rápida: la impresión de un stent de 4 centímetros dura cuestión de minutos.

Aunque los stents actuales están hechos con una malla de alambre de metal, Ameer utiliza un polímero a base de ácido cítrico previamente desarrollado en su laboratorio. El stent resultante es flexible, biodegradable, y tiene propiedades antioxidantes inherentes. Los fármacos  también pueden ser cargados en el polímero y se liberan lentamente en el sitio de implantación para mejorar el proceso de curación en la pared del vaso sanguíneo. Ameer ha demostrado previamente que el polímero puede diseñarse para inhibir la formación de coágulos cuando se aplica a los injertos vasculares. La fortaleza, aunque biodegradable del stent, le permite ejercer su función mecánica durante la dilatación inicial  y se disuelven lentamente.

"En teoría, es más seguro porque el paciente no tiene dispositivos metálicos extraños permanentes en el cuerpo", dijo Ameer. "Si, por cualquier razón en el futuro, el cirujano tiene que volver a intervenir, no hay un stent de metal en el camino."

Los stents biodegradables actuales están hechos de plástico similar al utilizado para las suturas. No son tan fuertes como los de malla de alambre y su expansión completa cuando se despliega puede llevar más tiempo que la de los stents metálicos. Para compensar esta debilidad, los stents de plástico se fortalecen aumentando el espesor de sus puntales en relación a la de un stent de metal. El impreso en 3D, sin embargo, puede ser fabricado con el perfil más delgado de los stents tradicionales de alambre de metal, por lo que es más compatible con el cuerpo humano.

Ameer y Sun se imaginan un futuro procedimiento mediante el cual las dimensiones de un vaso sanguíneo del paciente se obtienen mediante técnicas de imagen estándar disponibles en los hospitales, y luego se imprime un stent en el mismo sitio para adaptarse exactamente las dimensiones y luego se entrega al cirujano para su implantación.

"No sólo podemos personalizar el stent para los vasos sanguíneos de un paciente. Podemos crear todos los nuevos tipos de dispositivos médicos personalizados que podrían hacer que los resultados de los procedimientos quirúrgicos sean mejores que lo que son hoy en día", afirman los investigadores.

 

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Categoría: Impresoras 3D
Aplicación: Medicina