Ayudante De Cirujano: La Impresión En 3D Está Revolucionando La Atención Médica (Op-Ed)

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Desde la reconstrucción facial hasta las prótesis infantiles personalizadas, una explosión en imágenes médicas y tecnología de impresión 3d está aportando una nueva dimensión a la medicina personalizada.

Scott Dunham es analista senior de SmarTech Markets Publishing, que se centra exclusivamente en la fabricación aditiva y la impresión 3D. Dunham es un orador destacado en los eventos de la industria de impresión 3D en todo el mundo, y estará presentando en la Cumbre de interrupción aditiva el 1 de abril y en la conferencia de RAPID el 19 de mayo. Contribuyó este artículo a WordsSideKick.com's Voces de expertos: Op-Ed y Insights.

La atención médica es un tema de debate constante hoy en día, pero la atención médica no es solo política. Las innovaciones en el tratamiento y la tecnología están revolucionando la forma en que nos cuidamos los unos a los otros, aunque todavía hay prácticas que están notablemente desactualizadas o que no alcanzan el objetivo de mejorar o salvar vidas. Ahora, con la rápida evolución de la fabricación de aditivos, las tecnologías cada vez más populares a las que se hace referencia a menudo como impresoras 3D, el futuro de la atención de la salud avanza de manera tanto familiar como dramáticamente nueva.

Mientras que los fabricantes de impresoras 3D profesionales están específicamente desarrollando y promoviendo usos dentales para la tecnología impresa en 3D, el universo de las aplicaciones médicas no dentales está entrando en una fase de rápido crecimiento.

No dejes que la púrpura de sus prótesis impresas en 3D te engañe, es una gran admiradora del Capitán América.

No dejes que la púrpura de sus prótesis impresas en 3D te engañe, es una gran admiradora del Capitán América.

Crédito: Jen Owen, e-NABLE

Impresión 3D: un modelo de medicina personalizada.

En el contexto de la fabricación, la impresión 3D para aplicaciones médicas es realmente única en comparación con otras industrias populares como la industria aeroespacial, automotriz y otras. ¿Por qué? La respuesta obvia es el elemento humano presente en todas las aplicaciones de atención médica, donde a menudo el costo se convierte en una preocupación secundaria para un resultado exitoso que salva una vida o mejora en gran medida la calidad de una. [7 usos frescos de la impresión 3D en medicina]

Pero recientemente hemos producido un pronóstico de 10 años para el campo, y existe una sinergia inusualmente fuerte entre el diseño digital en 3D, la imagen médica y la impresión en 3D para aplicaciones médicas. Los tres forman un trío de poder de resolución de problemas médicos, donde los médicos pueden usar datos específicos del paciente para capturar, manipular y, en última instancia, aplicar soluciones físicas de todas las formas y tamaños a través de la impresión 3D. Sin esa tecnología, la medicina personalizada sería difícil, ya que los pacientes necesitarán piezas únicas que se pueden fabricar de forma rápida y sencilla.

Hay dos áreas especialmente interesantes donde la impresión 3D tiene el potencial de impactar millones de vidas a través de una variedad de soluciones médicas revolucionarias: la cirugía y el tratamiento de condiciones de salud por lo demás difíciles de tratar.

Revolucionando la práctica quirúrgica.

En las salas de operaciones actuales, las aplicaciones impresas en 3D en la sala de operaciones generalmente se limitan a un número relativamente pequeño de tipos de procedimientos, aunque los médicos pueden aplicar fácilmente las lecciones de una cirugía a muchas otras. Por ejemplo, los estudios de caso pioneros en el uso de modelos médicos impresos en 3D están incrementando rápidamente el interés y el uso de la tecnología en casos como Mina Khan, de 2 años, y el modelo cardíaco que permitió a los cirujanos construir un implante personalizado para reparar un defecto. En los ventrículos de su corazón.

Los cirujanos están descubriendo que la tecnología de impresión 3D puede reducir el tiempo de operación, disminuir los riesgos de errores o complicaciones y producir mejores resultados para los pacientes mediante el uso de modelos y herramientas quirúrgicas impresas en 3D. Esto es evidente en los esfuerzos recientes para realizar trasplantes de cara, por ejemplo. ejemplo.

Las impresoras 3D profesionales ahora incorporan resinas fotocurables de diversas texturas, transparencia y flexibilidad, por lo que antes de los procedimientos, los cirujanos ahora pueden planificar cirugías complejas con datos de tomografía computarizada de los huesos, vasos sanguíneos u otros órganos de un paciente, convertidos en un archivo digital imprimible en 3D Eso puede ser manipulado y estudiado. Y para operaciones que implican cortar o taladrar estructuras esqueléticas, como cirugías de mandíbula, reemplazos de rodilla y otros procedimientos relacionados con la articulación, la impresión 3D también está creando el ajuste perfecto a través de guías y herramientas personalizadas impresas.

Mediante el uso de imágenes médicas y la tecnología de modelado 3D, los médicos ahora también pueden usar impresoras 3D para crear herramientas temporales que se fijan a la estructura esquelética del paciente para proporcionar un "plano" preciso para la remodelación de la estructura ósea para adaptarse perfectamente a los implantes de tamaño estándar. Las guías de perforación impresas a medida aseguran que los tornillos se coloquen con precisión para garantizar el mejor ajuste con el cuerpo del paciente.

En 10 años, es muy probable que los modelos médicos impresos en 3D y las guías quirúrgicas personalizadas sean un procedimiento estándar para una variedad de operaciones, que incluyen cirugía cardíaca, cirugía de mandíbula, prótesis de rodilla, prótesis de cadera, implantes craneales, operaciones de hombro, cirugía espinal y muchos más. otros.

Un joven Thor agarra a Mjölnir con su prótesis recién impresa.

Un joven Thor agarra a Mjölnir con su prótesis recién impresa.

Crédito: Jen Owen, e-NABLE

Trayendo tratamiento a lo intratable.

Uno de los resultados más inspiradores de la rápida expansión de las soluciones médicas impresas en 3D es la capacidad de ayudar a los pacientes que anteriormente tenían pocas esperanzas de recibir tratamiento. Ya sea por obstáculos financieros o por las circunstancias únicas de una condición, millones de personas en todo el mundo no pueden someterse a cirugías críticas. Ahora, en algunos casos, la impresión 3D está ayudando a eliminar esos obstáculos.

Un ejemplo particularmente fantástico es el caso de prótesis de manos y prótesis transradiales (debajo del codo).La necesidad de tales prótesis, en relación con el valor total del mercado, simplemente no se suma a la mayoría de las compañías de dispositivos médicos. Las prótesis transradiales tradicionales son extremadamente caras: por lo general, entre $ 10,000 y $ 20,000 o más por dispositivo. Las prótesis pueden degradarse debido al uso prolongado, y si el paciente es joven y sigue creciendo, una solución protésica simplemente no es práctica, especialmente si el paciente tiene otra extremidad completamente funcional para apoyarse. Decenas de miles, si no cientos de miles, de personas que podrían vivir vidas significativamente mejores con una prótesis transradial simplemente no tienen una solución viable. [Tejido biológico de materiales miméticos impresos en 3-D]

Pero la impresión 3D está cambiando esto, y rápidamente.

En los últimos dos años, ha habido una revolución en el número de manos protésicas completamente personalizables y funcionales que pueden imprimirse incluso con las impresoras 3D más económicas. El costo total (incluidos los materiales) para estos es a menudo inferior a unos pocos cientos de dólares, ya que las comunidades de voluntarios como e-Nable conectan las impresoras y la experiencia con las personas que necesitan una prótesis.

Este es un modelo impreso en 3D utilizado en la planificación de una cirugía de trasplante de cara.

Este es un modelo impreso en 3D utilizado en la planificación de una cirugía de trasplante de cara.

Crédito: RSNA

Incluso para las personas que no poseen una impresora, las manos protésicas funcionales se han convertido en una posibilidad repentina, incluidos los niños que de otra manera habrían luchado durante la infancia, ya que los niños superan las prótesis en solo unos meses. Ahora, alguien con una impresora puede imprimir el nuevo dispositivo de un niño en menos de 24 horas. Y, las prótesis pueden incorporar diseños personalizados únicos para cada paciente. Un número de niños muy felices actualmente usan manos modeladas según sus superhéroes favoritos.

Los implantes imprimibles en 3D de la cadera y la columna vertebral, aunque todavía son una porción muy pequeña del mercado general de implantes, son otro gran ejemplo de cómo la tecnología puede brindar tratamientos a las personas que pueden haber sido consideradas no tratables.

Los proveedores de implantes médicos especializados están utilizando impresoras industriales para crear implantes personalizados para pacientes que, de lo contrario, tendrían grandes dificultades para encontrar una solución de implante tradicional. El envejecimiento de la población continúa aumentando, y no es infrecuente que las personas con caderas y rodillas en mal estado se sometan a un segundo o incluso tercer procedimiento, ya que sus cuerpos (y los implantes tradicionales) se degradan. Los implantes especiales fabricados a través de la impresión 3D son a menudo la única forma de tratar a algunos de estos pacientes con alguna esperanza de éxito a largo plazo.

¿Que sigue?

Además de soluciones probadas como modelos, guías quirúrgicas e implantes, los ingenieros también están explorando enfoques que son mucho más experimentales, pero con el potencial de tener consecuencias que cambian la vida.

Si usted es un experto de actualidad, investigador, líder empresarial, autor o innovador, y desea contribuir con un artículo de opinión, envíenos un correo electrónico aquí.

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El statu quo de los aparatos ortopédicos para fracturas no ha sido objeto de grandes críticas durante décadas. La envoltura tradicional de fibra de vidrio requiere especialistas e impacta significativamente la vida cotidiana debido a su diseño voluminoso y las restricciones para mantenerse seco. Esto pronto podría ser desafiado por elegantes tirantes imprimibles en 3D que pueden abrirse y apagarse en segundos, mientras que permite que la piel respire para que no se descomponga, como ocurre con una envoltura tradicional de fibra de vidrio. La capacidad de colocar o quitar la abrazadera fácil y rápidamente elimina el 90 por ciento del tiempo de la cita que un paciente de fractura pasa con un especialista, ahorrando en los costos generales. Y, el diseño delgado y ajustado a la forma permite al usuario mucha más libertad para llevar una vida normal mientras se recupera de una lesión.

Algunas soluciones sanitarias imprimibles en 3D siguen siendo un trabajo en progreso. Mientras que las prótesis transradiales para la mano están despegando, las prótesis para amputados de piernas aún presentan desafíos significativos para la impresión 3D: las impresoras y los materiales de impresión más fáciles de obtener simplemente no pueden soportar la carga constante que requieren las prótesis de pierna. Los "carenados" impresos en 3D a medida, esencialmente una mejora estética de una prótesis de pierna de metal tradicional, son casi la única área que la impresión 3D ha podido mejorar para las prótesis de pierna. Pero el potencial para futuras innovaciones en estas y otras áreas está creciendo. [Las 10 cosas más extrañas creadas por la impresión 3D]

Esta disposición de los innovadores en diseño médico a pensar fuera de lo normal con la impresión 3D está impulsando el motor del cambio en la atención médica. Las aplicaciones médicas impresas en 3D, ya sea en las fases más experimentales o al borde de revolucionar la práctica médica tradicional, se basan en tres aspectos: la capacidad de tratar a más personas donde antes no era posible; mejores resultados para los pacientes; y menos tiempo requerido bajo el cuidado directo de médicos especialistas. Este es el futuro de la atención médica: la impresión 3D permite a los médicos tratar a más pacientes, sin sacrificar los resultados.

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