Válvulas cardíacas impresas en 3D a partir de silicona
Un equipo de investigadores de la ETH de Zúrich se ha asociado con la empresa sudafricana Strait Access Technologies para crear válvulas cardíacas artificiales impresas en 3D a partir de silicona. Estas podrían servir como válvulas de reemplazo para una población envejecida: representan una solución viable, ya que son más fáciles de fabricar y mucho más accesibles que las que ya existen en el mercado actualmente.
Según un estudio publicado por Sewell-Loftin MK, 850.000 personas en todo el mundo necesitarán válvulas cardíacas artificiales en 2050 debido al envejecimiento de la población, la falta de ejercicio físico y la mala alimentación. La fabricación aditiva podría dar respuesta a esta importante necesidad: en el sector médico, permite personalizar cada dispositivo al paciente. Así, podríamos tener válvulas impresas en 3D, diseñadas según el corazón de cada persona. La ETH de Zúrich y Strait Access Technologies se adelantan a esta demanda realizando las primeras pruebas con silicona.
Créditos: Fergal Coulter / ETH Zurich
Antes de explicar el proceso de creación de estas válvulas impresas en 3D, es importante repasar su función. Nuestro corazón consta de cuatro cámaras, cada una con una válvula que permite que el flujo de sangre se mueva en una sola dirección. Si una de las cuatro válvulas no funciona correctamente (fuga, estrechamiento, distensión), la sangre vuelve a las aurículas o a los ventrículos, debilitando el corazón. Por eso se observan arritmias y fallos cardíacos. Aquí es donde entran en juego las válvulas artificiales: pueden insertarse para garantizar un buen flujo sanguíneo.
Una válvula impresa en 3D en menos de dos horas
Todo comienza con una tomografía computarizada de la aorta del paciente: esto permite determinar con gran precisión la forma y el tamaño de la válvula cardíaca que falla. A continuación, los datos se transforman en un modelo digital sobre el que se calculan las fuerzas que actúan sobre la válvula cardíaca y su posible deformación. Los investigadores explican que luego se tarda 1,5 horas en imprimir la válvula artificial en 3D (frente a varios días para una válvula de diseño tradicional). Optaron por la silicona porque es un material compatible con el cuerpo humano; la válvula impresa en 3D puede reforzarse después con fibras de colágeno que añaden grosor. El equipo afirma que el flujo sanguíneo a través de la válvula cardíaca artificial impresa en 3D es tan bueno como el de una válvula fabricada tradicionalmente.
El escaneo en 3D de la aorta del paciente | Crédito de la foto: Fergal Coulter / ETH Zurich
En última instancia, el objetivo será ampliar la vida de estas válvulas de reemplazo de 10 a 15 años. Actualmente, este es el tiempo de vida de las válvulas artificiales en los pacientes antes de que deban ser sustituidas. Manuel Schaffner, uno de los participantes en el estudio, explica: «Sería maravilloso que algún día pudiéramos fabricar válvulas cardíacas que duraran toda la vida y que incluso pudieran crecer con el paciente, de modo que también pudieran implantarse en personas jóvenes». Hay que tener en cuenta que hoy en día la mayoría de los pacientes deben tomar inmunosupresores o anticoagulantes de por vida para evitar que el cuerpo rechace la válvula artificial, lo que produce importantes efectos secundarios adversos. Por lo tanto, la fabricación aditiva podría eliminar por completo este riesgo.»
Válvula impresa en 3D
Los primeros resultados son alentadores, pero habrá que esperar otros 10 años para que las válvulas cardíacas artificiales impresas en 3D estén en el mercado. Los investigadores tienen que realizar muchos ensayos clínicos. Explican que realizan varias pruebas de materiales para determinar qué materiales alargan más la vida de la válvula artificial. Puedes encontrar más información en la web oficial de la ETH de Zúrich AQUÍ.
El proceso de impresión 3D de silicona | Créditos: Fergal Coulter / ETH Zurich)