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La estructura ósea impresa en 3D permite la regeneración de tejidos
La impresión 3D ahora puede ayudar al hueso humano que ha sufrido un daño tisular importante para regenerarse, según una investigación presentada el 19 de enero de 2016 en la conferencia "Impresión para el futuro", que tuvo lugar en el Instituto de Física de Londres, Reino Unido.
Manolis Papastavrou, representado con tejido óseo impreso en 3D.
Crédito de la imagen: Nottingham Trent University
La tecnología Rapid Prototyping (RP), el precursor de la impresión en 3D, ha existido desde la década de 1980, pero solo recientemente se ha vuelto visible en la corriente principal.
Los diseñadores han utilizado técnicas de impresión en 3D para crear una variedad de artículos, desde joyas hasta botas de fútbol individualizadas e incluso un reloj de pie. Un grupo está trabajando actualmente en la fabricación de un ala de avión.
El mundo médico tiene grandes esperanzas para la impresión 3D. Noticias médicas hoy ya ha informado sobre el uso de la tecnología 3D para hacer parte de un esternón que los cirujanos implantaron con éxito en un paciente con cáncer.
Los pacientes que se someten a tratamiento contra el cáncer o que experimentan una fractura importante enfrentan la pérdida de un gran volumen de tejido óseo. Los sustitutos óseos sintéticos se pueden usar para reemplazar el material perdido, pero hacerlos lo suficientemente resistentes para el trabajo puede ser un desafío.
El puente temporal ayudará a los pacientes después del tratamiento del cáncer y las fracturas
Manolis Papastavrou, del grupo de investigación Design for Health and Wellbeing de Nottingham Trent University, en Nottingham, Reino Unido, está controlando la microestructura de un andamio óseo impreso en 3D.
La estructura proporciona un puente temporal que permite la regeneración de tejido natural. Se puede hacer para que coincida con los requisitos de tamaño y forma exactos del individuo, según los datos de imágenes médicas. Ser poroso significa que puede haber flujo sanguíneo y crecimiento celular.
El andamio consiste de los mismos minerales que se encuentran en el hueso natural. Se puede disolver a medida que el paciente se recupera y los tejidos nuevos lo reemplazan.
Los investigadores estudiaron cómo el crecimiento de cristales a temperaturas bajo cero podría usarse junto con técnicas de impresión 3D para estructurar un material en diferentes órdenes de magnitud. Su objetivo era imitar las estructuras que existen en los materiales biológicos.
El equipo cree que combinar la impresión 3D con la congelación permitirá una producción más rápida y económica de dispositivos médicos.
El Sr. Papastavrou, un candidato a doctorado, explica que la estructura de un material, desde el nivel molecular hasta el nivel macro, afecta la dureza. La porosidad normalmente debilitaría un material, pero la tecnología actual es capaz de superar eso.
Aplicaciones futuras: implantes y control de liberación de fármacos
El profesor Breedon, de la Universidad de Nottingham, quien ayudó a supervisar la investigación, lo llama "un verdadero paso adelante", porque demuestra cómo la impresión 3D puede mejorar los biomateriales sin necesidad de lograr una alta resolución.
La manipulación del crecimiento de cristales en un material impreso en 3D permite mejorar las microestructuras de los andamios óseos. Esto los fortalecerá y puede ayudar a las personas a recuperarse más rápidamente después de una enfermedad o lesión importante.
Los investigadores dijeron Noticias médicas hoy que aún no se han realizado estudios clínicos, ya que el equipo aún está trabajando para mejorar las propiedades mecánicas de los andamios.
En términos de dónde está la tecnología en este momento, nos dijeron:
"Se ha demostrado que el material utilizado (beta-fosfato tricálcico) exhibe las propiedades biológicas apropiadas. El proceso aún está en desarrollo, el siguiente paso es la infiltración de esta estructura altamente porosa con un polímero para crear un fuerte compuesto biológico. La investigación demuestra el concepto de combinar la impresión 3D con otras técnicas convencionales de fabricación de andamios (congelación en este caso) para obtener características microestructurales muy finas. Creemos que tomará otros 5-10 años para que esta tecnología sea utilizada en un entorno clínico. "
Los investigadores también dijeron MNT que la tecnología podría usarse en la liberación controlada de medicamentos. La capacidad de adaptar el nivel de microporosidad lo convierte en un buen candidato para esta función. "Al controlar la tasa de congelación en diferentes áreas de una pieza impresa", dijeron, "es posible obtener gradientes de porosidad, con poros gradualmente más pequeños hacia su superficie externa".
El Sr. Papastavrou agrega que los implantes ortopédicos de metal podrían reemplazarse con andamios óseos en materiales que puedan ser descompuestos por el cuerpo.
MNT recientemente informaron que los cirujanos utilizaron modelos 3D para mejorar la seguridad de la cirugía en la que trasplantaron el riñón de un padre a su hija.
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