Un equipo de investigación de la Universidad de Cádiz (UCA), junto con el Instituto de Investigación e Innovación en Ciencias Biomédicas de la Provincia de Cádiz (INIBICA), ha diseñado huesos artificiales a partir de ácido poliláctico (PLA). Este es un polímero biodegradable y biocompatible derivado de recursos renovables, como el maíz, la remolacha azucarera y otros cultivos ricos en almidón. Debido a sus propiedades ecológicas y su capacidad para degradarse naturalmente en el medio ambiente, el PLA se ha convertido en un material popular en diversas aplicaciones, especialmente en el ámbito de los plásticos y envases sostenibles.
Con este nuevo polímerolos profesionales médicos disponen de piezas ilimitadas que pueden aplicar en la planificación de operaciones y en el entrenamiento de futuras intervenciones quirúrgicas, y en la atención médico-paciente. Miguel Suffo, investigador de la Universidad de Cádiz y coautor del estudio explica que “su uso como filamento para impresión 3D es barato y estamos estudiando su capacidad biodegradable y su uso compatible con el organismo".
Para desarrollarlo han empleado tecnología de deposición fundida, que consiste en recrear una pieza concreta capa a capa mediante la fusión de filamentos plásticos hasta su completa composición. Así lo explican en un estudio titulado 'Comparative study of biomodels manufactured using 3D printing techniques for surgical planning and medical training' publicado en la revista Expert Review of Medical Devices.
"Buscamos que tanto el material como las características de la réplica sean lo más parecidas posible al hueso real”
Como explican los investigadores estos biomodelos se crean a partir de las necesidades de casos reales y permiten al médico planificar o practicar una intervención con mayor seguridad y garantías e incluso adaptar el material que previsiblemente se va emplear durante la cirugía.
"Buscamos que tanto el material como las características de la réplica sean lo más parecidas posible al hueso real”, explica Pablo Andrés Cano, investigador del Hospital Puerta del Mar de Cádiz y autor principal de este trabajo. “Los profesionales médicos que trabajamos con ellos nos aportan mucha información antes e incluso durante su uso, ya sea desde una consulta clínica hasta una operación: desde el grado de fuerza que se debe ejercer sobre el hueso, hasta la resistencia que puede presentar", añade.
Los expertos crearon tres modelos anatómicos digitales del fémur humano utilizando una tomografía computarizada (TAC) de un hombre joven con una fractura. Durante la impresión 3D, ingenieros de la Universidad de Cádiz aplicaron la tecnología de deposición de filamentos fundidos (FFF), que construye piezas capa por capa con material termoplástico, obteniendo componentes rígidos, duraderos y de gran precisión dimensional. Además, modificaron los parámetros de impresión para simular tejidos alrededor del hueso y compararon el resultado con un modelo sintético comercial. Realizaron ensayos de práctica quirúrgica a ciegas con especialistas de varios hospitales andaluces para evaluar si los médicos notaban diferencias significativas entre el modelo comercial y el diseñado por ellos.
En paralelo, este equipo de investigación estudia cómo reducir y reutilizar el consumo de plásticos en la fabricación, mediante impresión, de estas piezas óseas en 3D. Tras este trabajo, los investigadores están centrados en perfeccionar la técnica para conseguir que el hueso se asemeje aún más a uno real. "La obtención de una réplica ósea artificial idéntica a una natural no es una tarea sencilla, porque intervienen otros compuestos como la parte blanda de los músculos, la sangre, etcétera, y para eso todavía se necesita más investigación", concreta Pablo Andrés.