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La férula impresa en 3D para la tráquea del niño le salva la vida

Los investigadores han desarrollado una férula impresa en 3D que se ha utilizado para salvar la vida de un bebé de 20 meses de edad.

Kaiba Gionfriddo tenía 6 semanas cuando le diagnosticaron traqueobroncomalacia (TBM) severa, un defecto congénito que causa el colapso de la tráquea, bloqueando el flujo de aire hacia el cuerpo.

La condición, que afecta a uno de cada 2,100 bebés, significaba que El corazón de Kaiba con frecuencia dejaría de latir, y aunque tuvo la ayuda de un respirador médico, tuvo que ser resucitado diariamente por doctores.

Investigadores de la Universidad de Illinois, el Instituto de Biología Genómica (IGB) y la Universidad de Michigan desarrollaron un Férula impresa en 3D, que fue cosido alrededor del tubo de traqueotomía de Kaiba para expandir su tráquea colapsada y proporcionar soporte para el crecimiento del tejido.

La traqueobroncomalacia es una afección poco frecuente que ocurre cuando las paredes de las vías respiratorias se vuelven débiles, causando el colapso de las vías respiratorias durante la respiración o la tos. Es la afección congénita de la vía aérea central más común, pero con frecuencia se puede diagnosticar erróneamente como asma.

Cómo se creó la férula


Matthew Wheeler, profesor de Ciencias Animales en la Universidad de Illinois, con una férula de vía aérea biorreabsorbible impresa en 3D.

El equipo de investigación previamente probó férulas de vías respiratorias impresas en 3D, bioreabsorbibles (degradables) en cerdos de 2 meses de edad que tenían la misma condición y propiedades biomecánicas y anatómicas similares a una tráquea humana en crecimiento.

Se envió una tomografía computarizada de la tráquea de un cerdo al profesor Glenn Green de la Universidad de Michigan, quien, junto con su colega Scott Hollister, utilizó el escáner junto con un programa de diseño asistido por computadora 3D para diseñar e imprimir las férulas, que se hicieron de un material aprobado por la FDA (Food and Drug Administration) llamado policaprolactona (PCL).

Se llevó a cabo un procedimiento para implementar el dispositivo de férula en un cerdo que padece el defecto. Después de coser la férula en la tráquea del cerdo, su traqueobroncomalacia había desaparecido.

Matthew Wheeler, profesor de Ciencias Animales en la Universidad de Illinois, dice:

"Esencialmente, todos nuestros avances en la medicina clínica humana se han probado o perfeccionado inicialmente en modelos animales. Mediante el uso de modelos animales, los científicos y los médicos son capaces de perfeccionar técnicas, fármacos y materiales sin arriesgar vidas humanas".

Insertar la férula en el bebé Kaiba

Los padres de Kaiba, April y Brian Gionfriddo creían que la posibilidad de supervivencia de su bebé era pequeña. Pero un médico del hospital infantil de Akron en Ohio les informó que los investigadores de la Universidad de Michigan estaban probando las nuevas férulas de las vías respiratorias.

La aprobación de emergencia fue dada por la FDA, y la férula de Kaiba se hizo usando láseres guiados por computadora para imprimir, apilar y fundir capas delgadas de plástico.

La operación se llevó a cabo el 9 de febrero de 2012 en el Hospital de Niños C. Mott, donde se ensartó la férula en la vía aérea de Kaiba. Hay una hendidura en el lado de la férula, que permite el crecimiento junto con la vía aérea.

Desde la operación, la tráquea de Kaiba se ha reconstruido por completo. Los investigadores dicen que su cuerpo reabsorberá la férula a medida que se degrada la PCL, y su tubo de traqueotomía se eliminará en un año sin causar ningún daño.

Prof. Green dijo en un informe presentado en el New England Journal of Medicine:

"Fue increíble. Tan pronto como pusimos la férula, los pulmones comenzaron a subir y bajar por primera vez y sabíamos que iba a estar bien".

Wheeler dice: "Todo nuestro trabajo está inspirado en los médicos. Los bebés que sufren de traqueobroncomalacia fueron llevados a los cirujanos de oído, nariz y garganta, pero no tenían opciones de tratamiento. Nos recurrieron para diseñar una cura".

El futuro de las férulas impresas en 3D en el tratamiento de la traqueobroncomalacia

Wheeler dice que le gustaría progresar en este método agregando células madre a la férula para acelerar el proceso de curación.

Pero agrega que se requerirán más ensayos de este procedimiento para mostrar el éxito a largo plazo antes de que pueda usarse para salvar a otros niños que sufren de traqueobroncomalacia.

Wheeler dice: "Tenemos una reputación de ser excelentes en esta área. Nos gustaría aprovechar la experiencia y las instalaciones que tenemos aquí para seguir realizando investigaciones que salvan vidas. Espero que esta historia aliente más personas que vengan a nosotros y digan 'Oye, nos gustaría desarrollar este modelo' ".

En el siguiente video, los padres de Kaiba Gionfriddo cuentan su historia y Scott Hollister y Glenn Green hablan sobre el procedimiento que se llevó a cabo.

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