Impresión 3D de válvulas cardiacas personalizadas

Redacción
Sábado, 03 Agosto 2019
Impresión 3D de válvulas cardiacas personalizadas - impresoras 3D

Investigadores de la universidad suiza de ciencia y tecnología ETH Zurich están colaborando con la compañía surafricana Strait Access Technologies (SAT) para imprimir en 3D válvulas cardíacas artificiales hechas a medida a partir de silicona.

Creado en “varios pasos”, el nuevo modelo se puede adaptar de manera más precisa al paciente, en comparación con las válvulas cardíacas convencionales.

Aunque al menos a una década de comenzar su uso clínico, las nuevas válvulas han demostrado "resultados muy prometedores" en las pruebas iniciales, según un informe de ETH.

Como parte del proceso, los investigadores primero determinan la forma individual y el tamaño de la válvula cardíaca con fugas mediante tomografía computarizada o imágenes de resonancia magnética.

Esto hace posible imprimir una válvula cardíaca que se adapta perfectamente a la cámara cardíaca del paciente.

Los investigadores utilizan las imágenes para crear un modelo digital y una simulación por computadora para calcular de antemano las fuerzas que actúan sobre el implante y su posible deformación.

El material utilizado también es compatible con el cuerpo humano, lo que permite el emparejamiento mecánico con el tejido biológico del huésped.

Los implantes tradicionales consisten en polímeros duros o tejido animal combinado con marcos de metal. Para evitar que el cuerpo rechace estos implantes, los pacientes deben tomar inmunosupresores o anticoagulantes de por vida.

Además, las alternativas de silicona abordan el problema de la forma geométrica rígida de los implantes convencionales, lo que hace que sea difícil para los cirujanos garantizar un cierre hermético entre las nuevas válvulas y el tejido cardíaco.

"Las válvulas de reemplazo que se usan actualmente son circulares, pero no coinciden exactamente con la forma de la aorta, que es diferente para cada paciente", explicó Manuel Schaffner, uno de los autores principales del estudio y profesor de materiales complejos en ETH.

Las nuevas válvulas tardan aproximadamente una hora y media en producirse con una impresora 3D, mientras que las válvulas tradicionales tardan varios días hábiles en realizarse.

Antes del proceso de impresión 3D, los científicos crean una impresión negativa de la válvula.

La tinta de silicona se rocía sobre esta impresión en forma de una corona de tres puntas, que forma las aletas de la válvula.

En el siguiente paso, una impresora de extrusión deposita pasta de silicona resistente para imprimir patrones específicos de hilos delgados en su superficie. Estas corresponden a fibras de colágeno que pasan a través de las válvulas naturales del corazón.

Los hilos de silicona refuerzan la tapa de la válvula y prolongan la vida útil de la válvula de reemplazo.

La raíz del vaso sanguíneo conectado a la válvula cardíaca se imprime utilizando el mismo procedimiento y al final se cubre con un stent en forma de red, que es necesario para conectar la válvula de reemplazo de silicona al sistema cardiovascular del paciente.

Siguiendo los resultados de las pruebas iniciales favorables, los científicos están trabajando actualmente en extender la vida útil de estas válvulas de reemplazo a 10-15 años, la vida útil de los modelos actuales disponibles.

"Sería maravilloso si pudiéramos algún día producir válvulas cardíacas que duren toda la vida y posiblemente incluso crezcan junto con el paciente, para que también puedan implantarse en personas jóvenes", dijo Schaffner.

Para alcanzar la producción a nivel comercial, el proyecto requerirá un socio industrial o posiblemente una escisión.

"Como grupo de investigación, desafortunadamente no podemos ofrecer una oferta perfecta desde el primer experimento hasta la primera aplicación en el cuerpo humano", concluyó Schaffner.

Etiquetado como: Válvulas, corazón
Categoría: Impresoras 3D
Aplicación: Medicina