"Los
investigadores de la Universidad de Minnesota han hecho un avance
innovador en la impresión 3D con fines médicos: ¡han utilizado la
tecnología de captura de movimiento para imprimir en 3D directamente en
órganos en expansión! Esta tecnología se usa generalmente en la
realización de películas para crear efectos especiales, pero
recientemente se ha probado con éxito en la fabricación aditiva del sector médico.
Hace solo unos años era inimaginable, pero actualmente puede traer
cambios importantes en muchas prácticas médicas. Además, el nuevo método
puede ayudar a diagnosticar y controlar los pulmones de los pacientes
con COVID-19.
A pesar de que la fabricación aditiva puede funcionar con una amplia variedad de materiales, desde plásticos y metales hasta biomateriales, ha tardado más en tener un impacto en las aplicaciones de bioimpresión
que generalmente se centran en superficies biológicas vivas. La razón
es que la impresión 3D directa sobre tejidos blandos en movimiento es
muy desafiante: los sensores deben adaptarse a los parámetros en
constante cambio del órgano, después de todo, los órganos vivos nunca
están quietos, se expanden y contraen continuamente. Pero los
investigadores de la UMN desarrollaron una nueva técnica que supera este
obstáculo mediante el uso de cámaras duales para crear una trayectoria
de impresión 3D en tiempo real.
Los expertos del proyecto sugirieron que
el espacio de deformación de la superficie podría «aprenderse» de un
conjunto de datos de escaneo 3D.
Esto permitiría recuperar la geometría precisa de la superficie en 3D y
utilizarla para adaptar la trayectoria de la herramienta de fabricación
en tiempo real. Para la misión, los investigadores utilizaron
marcadores de seguimiento de captura de movimiento, similares a los
utilizados en la industria del cine para crear efectos especiales.
Esto
ayudaría a la impresora 3D a ajustar su ruta de impresión a los
movimientos de expansión y contracción del órgano. Para demostrar su
novedoso sensor y la técnica de captura de movimiento, el equipo de
investigadores imprimió en 3D un sensor de tensión EIT (Tomografía de
Impedancia Eléctrica) basado en hidrogel directamente en un pulmón que
respira para controlar su deformación.
Los investigadores admiten que la
biocompatibilidad de los sensores debería mejorarse aún más y mejorar la
precisión general de la técnica. Una vez hecho esto, el método podría
abrir nuevas aplicaciones quirúrgicas para la bioimpresión. Por ejemplo,
en casos clínicos donde se requieren inyecciones de materiales
biológicos, la impresión 3D autónoma in situ podría reemplazar la operación manual, para lograr un control espacial preciso durante períodos más largos.
Es
probable que en el futuro cercano, esta técnica de impresión 3D
adaptativa mejore los tratamientos médicos asistidos por robot con
capacidades de fabricación aditiva, permitiendo la impresión autónoma y
directa de materiales biológicos en y dentro del cuerpo humano. El
profesor Michael McAlpine, investigador principal del proyecto, cree: “Estamos
ampliando los límites de la impresión 3D de formas que nunca antes
habíamos imaginado. En el futuro, la impresión en 3D no se tratará solo
de imprimir, sino que será parte de un sistema robótico autónomo más
grande. Esto podría ser importante para enfermedades como COVID-19,
donde los proveedores de atención médica están en riesgo al tratar a los
pacientes”." (3Dnatives, Alicia M., 25/06/20)
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