Aplicaciones de la impresión 3D a la Medicina que hacemos en iQtra

Hola a todos:

Este sábado tuve la oportunidad de asistir a una jornada apasionante, la Pfizer Digital Day, sobre nuevas tecnologías, inteligencia artificial e innovación aplicada al ámbito de la Medicina. 

Precisamente por lo interesante del encuentro, lo primero que quiero hacer en este post es agradecer a Pfizer la invitación a participar como ponente para explicar cómo estamos usando la tecnología de impresión en 3D en iQtra. 

Tampoco me quiero olvidar de Juan Monzón, CEO de Exovite, por compartirla conmigo. El objetivo fundamental de la jornada, en la que nos reunimos alrededor de 150 profesionales sanitarios, era analizar y compartir las oportunidades que ofrecen las nuevas tecnologías a la Medicina y explicar los resultados que vamos obteniendo los que aplicamos estos procedimientos innovadores y estos nuevos canales de comunicación.

Mientras preparaba mi intervención recordé que hace solo cuatro años asistí a un curso de programación 3D, en el que seguramente yo era el único médico entre ingenieros e informáticos. Después de aquellos dos días de tormenta tecnológica, volví a Madrid con la clara convicción de que debíamos introducir la impresión 3D en nuestra actividad quirúrgica y diagnóstica por su enorme potencial para mejorar resultados, por la gran cantidad de aplicaciones que ofrece y por su enorme versatilidad.

Desde entonces, en iQtra hemos ido descubriendo distintas formas de emplear la tecnología 3D en nuestro desempeño. Comenzamos por la sustitución de buena parte de la radiología a la hora de diagnosticar lesiones y patologías complejas. Pronto descubrimos que el diagnóstico es mucho más inmediato y preciso con una impresión tridimensional que nos permite girar y tocar el hueso lesionado que llevarlo a cabo viendo pruebas radiológicas que nos ofrecen únicamente la representación  en dos dimensiones. Muy rápidamente esta tecnología se ha ido convirtiendo en un aliado más recurrente en nuestra actividad. Tanto es así que actualmente nos valemos de este recurso para planificar de manera exacta, segura y precisa los casos complejos en nuestro despacho unos días antes de la intervención. 

Ensayo general para un resultado mejor

En este ensayo previo podemos diseñar y organizar el instrumental más adecuado para cada caso, saber qué tipo de guías de corte o perforación van a funcionar mejor… y probar cómo va a ser la implantación de prótesis y material de osteosíntesis (placas, clavos y tornillos metálicos) en el modelo tridimensional, que no es sino una réplica exacta de la zona real que tenemos que operar. De esta forma, podemos llevar a cabo cirugías más breves, más seguras, más precisas y más eficientes en términos de resultados.

Todo ello supone un extraordinario salto de calidad con respecto a lo que antes hacíamos de manera prácticamente artesanal, sin ensayos ni comprobaciones previas. Es cierto que con la experiencia y la práctica este proceso intuitivo y manual logra resultados muy buenos, pero también lo es que conlleva asumir una serie de imprecisiones que hemos superado gracias a esta innovación.

De hecho, ya estamos diseñando implantes protésicos que se adaptan como un guante a la anatomía y particularidades patológicas de nuestros pacientes. Antes de disponer de esta tecnología, nosotros mismos recortábamos clavos y tornillos o moldeábamos las placas sobre la marcha para, por ejemplo, adaptarnos a la curvatura de la clavícula que estábamos operando. Todo ese trabajo ahora puede hacerse con precisión milimétrica gracias a la impresión 3D.

En este tiempo, no han sido pocas las veces que nos han planteado una serie de preguntas de manera recurrente: ¿realmente merece la pena este despliegue? ¿por qué meternos en el engorro de imprimir en 3D si hace años que el TAC nos ofrece reconstrucciones tridimensionales con las que parece que tenemos la fractura delante de nosotros? ¿por qué introducirnos en este nuevo aprendizaje si ya habíamos participado en el diseño de un sistema deagujas para afinar en la colocación de prótesis que había recibido elreconocimiento en congresos internacionales?

Tal y como expuse en mi intervención del sábado, este despliegue merece tanto la pena porque es como pasar del cuadro pintado a la escultura. Gracias a la impresión 3D accedemos a una representación exacta de la lesión, no a una imagen que necesita la traducción de un especialista en radiología. Con estos modelos no necesitamos traductor para comprender, algo que resulta fundamental cuando tenemos delante problemas complejos en los que necesitamos valorar no solo la información que nos dan los ejes X e Y de las radiografías, sino también la profundidad del hueso, las posibles anomalías que puede presentar una articulación o las irregularidades que a veces nos encontramos en la superficie ósea.

En mi exposición puse el ejemplo de las fracturas espiroideas (roturas óseas en espiral), que resultan muy difíciles de reproducir en nuestro cerebro por muchas proyecciones planas que tomemos como referencia. También referí el caso de las pequeñas fracturas que a veces quedan enmascaradas por la superposición de imágenes que ocurre en las radiografías simples y que no éramos capaces de apreciar hasta la llegada del TAC y del TAC 3D.

Aplicaciones de la impresión 3D para ver mejor las fracturas óseas complejas

La aplicación correcta del material de síntesis es la principal preocupación que tenemos los especialistas a la hora de reparar una fractura. El motivo no es otro que de la rigurosidad con la que implantemos placas, tornillos y clavos va a determinar el éxito de la curación del paciente. 

En el caso de las fracturas de cadera, es fundamental que al empezar la síntesis de la misma, el clavo entre perfectamente centrado en los tres planos del espacio a lo largo del cuello y la cabeza del fémur. Esto nos obliga a usar muchos rayos X durante la cirugía y a girar el aparato en torno al fémur para controlar el avance de la broca y del tornillo, manteniendo a la vez un contacto estrecho y sólido entre ambos fragmentos de fractura. Este proceso es laborioso, complejo y requiere de una gran habilidad y técnica para conseguir que todo encaje a la perfección.  

Pues bien, gracias a la imagen del TAC podemos, en el ordenador, hacer transparente nuestro hueso para guiar el tornillo por donde y hasta donde queramos. A partir de este modelo, confeccionamos una guía externa que, una vez impresa, nos permite llevar la broca y el tornillo al lugar exacto donde debe ir sin necesidad de rayos X y en un solo intento. Estas guías nos han servido de la misma manera para acertar con suma precisión en las inyecciones intraóseas de factores de crecimiento o de células madre; terapias biológicas extraordinariamente útiles para lograr mejores recuperaciones después de lesiones y cirugías. Asimismo, nos hemos ayudado de esta precisión al inyectar cemento biológico en huesos debilitados prescindiendo de las exposiciones prolongadas a los rayos X de antaño.

Volviendo al caso de las fracturas que necesitan material de síntesis, es necesario recordar que necesitan modelos de ajuste o acoplamiento absolutamente exquisito para que los fragmentos de fractura queden bien ensamblados y el esqueleto roto recobre la forma anatómica previa a la fractura. Hasta hace poco, únicamente podíamos acceder a una única superficie de fractura, lo que incrementa notablemente el riesgo de no llevar a cabo una reconstrucción totalmente certera. 

No obstante, disponer de la impresión en 3D de la imagen especular del lado contrario sano, nos permite modelar una placa perfecta que nos garantiza que con solo ponerla sobre la superficie del hueso, encaja en su forma a la perfección. Además, podemos ver el resto de la fractura que, en muchos casos, queda escondida en el caso del paciente, por el resto de estructuras anatómicas.

Reconstrucciones más precisas en deformidades óseas

En mi exposición también referí el caso de una fractura de clavícula que había consolidado acortada y deformada. Esto impedía que el paciente tuviera una funcionalidad completa, de manera que su desempeño profesional (se trataba de un deportista de élite) se veía seriamente afectado. Esta consolidación deficiente de su clavícula, además le generaba contracturas musculares constantes por acortamiento de la cintura escapular. Gracias a la obtención de la imagen especular de la clavícula contraria sana pudimos planificar milimétricamente el modo de volverla a romper del modo más preciso para poderle dar su forma original. Eso además de poder modelar una placa completamente a medida para usar posteriormente en quirófano.

Prótesis de rodilla complejas

Finalmente, expuse el caso de otro de nuestros pacientes, quien había perdido parte del extremo del fémur hacía veinte años. Yo se lo había operado usando los mejores procedimientos disponibles hace dos décadas con una pieza de banco de tejido (procedente de un cadáver). Aunque la cirugía había sido un éxito en su momento, la reconstrucción adolecía de las limitaciones propias de la falta de recursos tecnológicos de los que hoy sí disponemos. Hace poco, el paciente empezó a sentir molestias y decidimos ponerle una prótesis de rodilla. Esta es una cirugía que ha de basarse en guías de corte muy precisas que se apoyan en la anatomía del paciente para indicarnos con plantillas los cortes que hemos de hacer para dejar espacio a la prótesis. La precisión en este proceso es esencial para que la rodilla funcione y tenga el eje correcto.

 

Cuando existen deformidades o irregularidades óseas importantes, estas guías no son capaces de compensarlas, de manera que si nos fiamos ciegamente de ellas no lograremos un resultado óptimo, ya que no estaremos corrigiendo dichas deformidades. Gracias al modelo 3D especular de la rodilla contraria, hemos podido diseñar suplementos que compensasen las deformidades mayores para poder aplicar prótesis a estos pacientes que antes debían resignarse a no obtener un resultado excelente.

Cuando empezamos a adquirir experiencia en este procedimiento nos dimos cuenta de que la impresión 3D nos podía dar el suplemento impreso para convertir la rodilla en una anatómicamente igual a la contralateral y así nos evitábamos el proceso artesanal de confeccionar de suplemento de guías  con el simple gesto de ponerlo sobre el defecto del paciente. De hecho, la prótesis de cadera es una de las que más ventajas puede sacar de la tecnología de impresión 3D. 

Recambios de prótesis de cadera

Esta intervención también requiere de una enorme precisión a la hora de encajar y orientar las piezas de la articulación, ya que de ello depende que el paciente no tenga dolor, recupere la funcionalidad de la cadera y de que la prótesis no se afloje fácilmente. No obstante, cuando la anatomía está alterada, algo que sucede con cierta frecuencia, ya que nuestro esqueleto no es perfecto y simétrico como el de los modelos de resina que vemos en las clases, debemos recurrir a suplementos que rellenen huecos o que amplíen la forma de la prótesis. Todo ello convierte la cirugía en algo artesanal que en ocasiones hay que improvisar sobre la marcha haciendo varias pruebas con piezas de distinto tamaño o forma para adecuar el implante que vas a poner a un paciente que presenta un defecto único.

Con la reproducción 3D, podemos hacer en nuestro despacho cuantas pruebas sean necesarias para llegar a quirófano con todo claro y probado. Por ese motivo ya se están llevando a cabo diseños metálicos que, impresos en 3D, son el implante a medida que se ajusta perfectamente a los requerimientos de cada caso.

Las posibilidades de esta tecnología son, casi me atrevería a decir, infinitas y en iQtra hemos asumido el reto de ir un paso más allá en busca de la excelencia, como hemos hecho siempre… pero ahora de manera más precisa.

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