Así es como la impresión 3D salvó la vida de tres bebés

Kaiba, Ian y Garret nacieron con una enfermedad terminal e incurable, llamada traqueobroncomalacia, que provoca el colapso de las vías respiratorias e impide respirar. Sus esperanzas de sobrevivir eran escasas, pero gracias a una prótesis impresa en 3D pudieron salvar la vida. Ahora, dos años después, puede decirse que la intervención –la primera de este estilo– fue un éxito.

Así lo aseguran los investigadores que desarrollaron el dispositivo en un estudio publicado hoy en la revista Science Translational Medicine. El equipo de doctores ha llevado a cabo un seguimiento muy cercano de los tres niños para controlar su evolución y los resultados, aseguran, son muy prometedores.

“Esperamos que puedan llevar una vida normal sin ningún efecto secundario”, explica a Teknautas el investigador de la Universidad de Michigan y autor principal del estudio, Glenn Green. De momento los pacientes ya no necesitan respiración asistida ni sedación. Tampoco precisan de alimentación intravenosa. Además, el biomaterial se está absorbiendo, y los doctores confían en que, una vez disuelto del todo, la tráquea ya se habrá desarrollado lo suficiente.

‘El dispositivo rodea la tráquea y mantiene abierto el bronquio. Luego se abre conforme pasa el tiempo para permitir que la vía respiratoria crezca’

Todo esto ha sido posible gracias a una pieza de apenas 3 centímetros. El diseño de las prótesis debía ser personalizado para cada niño, para así ajustarlas al milímetro a la tráquea de cada paciente. Para lograrlo se utilizó un software que aprovechó las imágenes tomográficas tomadas para traducirlas en un dispositivo con la forma deseada. Se trata, además, de un sistema rápido: el diseño y la fabricación del prototipo llevó apenas 36 horas.

La férula (nombre que reciben las estructuras que se utilizan en medicina para sostener e inmovilizar una parte del cuerpo) consistía en un pequeño tubo poroso de unos 30 mm de longitud. Cada uno de ellos fue fabricado con policaprolactona, un poliéster biocompatible que se reabsorbe en dos o tres años, y que por ello es muy utilizado para implantes médicos.

“El dispositivo rodea la tráquea y mantiene abierto el bronquio. Luego se abre conforme pasa el tiempo para permitir que la vía respiratoria crezca, se refuerce y pueda asumir su configuración natural”, explica Green. Gracias a que el cilindro no era completamente cerrado pudo aumentar su diámetro hasta un 20%, en vez de asfixiar al paciente conforme este crecía.

¿Impresión 4D?

La dificultad que entrañaba una prótesis traqueal de este calibre era bastante alta, y sólo pudo convertirse en realidad gracias a las impresoras 3D. El problema de diseñar un dispositivo destinado a niños y bebés, es que este debe ser capaz de adaptarse al crecimiento del paciente. Aunque estas férulas ya se han empleado con éxito en implantes craneofaciales, se trataba de estructuras estáticas más sencillas de diseñar.

Aquí entra en juego la impresión 4D, una forma de impresión 3D que emplea materiales capaces de cambiar de forma con el tiempo. Esta característica los convierte en candidatos ideales para prótesis para niños, donde las estructuras rígidas fallarían, incapaces de adaptarse al crecimiento (el cual supone la cuarta dimensión).

El diseño de las prótesis debía ser personalizado para cada niño, para así ajustarlas al milímetro a la tráquea de cada paciente

Hasta ahora, este tipo de prótesis han sido utilizadas con enfermedades raras en las que no existía otra opción. Green y el resto de su equipo defienden en el estudio el enorme potencial de los dispositivos biomédicos impresos en 3D y su expansión a otras patologías donde puedan resultar útiles. Sin embargo, consideran el marco regulatorio como “desalentador” para desarrollar nuevas prótesis con materiales en 4D.

Y eso que el cambio que esta tecnología puede suponer para un paciente es de vida o muerte: «Hasta ahora, los bebés con traqueobroncomalacia severa tenían pocas oportunidades de sobrevivir», explica Green. El investigador asegura que en los tres casos, se ha mejorado la vida de los pacientes, hasta el punto de que ahora tienen un futuro por delante.

Por ese motivo animan a desarrollar nuevos biomateriales técnicas de imagen para poder incrementar notablemente las aplicaciones de esta tecnología. Kaiba, Ian, Garret y sus familias ya respiran tranquilos gracias a un pequeño tubo de 3 centímetros, y muchos otros enfermos podrían beneficiarse de las prótesis en 4D en el futuro.