El papel de la impresión 3D en la lucha contra el cáncer de mama

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), a finales de 2020, 7,8 millones de mujeres habían sido diagnosticadas con cáncer de mama en los últimos 5 años. Estas cifras lo convierte en uno de los más prevalentes del mundo y una de las principales causas de muerte por cáncer en mujeres en todo el mundo. También hay hombres que padecen cáncer, y los CDC hallaron que 1 de cada 100 pacientes con cáncer de mama es hombre. De estas mujeres en particular, el 40% requiere una mastectomía, la extirpación parcial o total de un pecho, para su recuperación. Sin embargo, solo alrededor del 20% de estas mujeres eligen la reconstrucción mamaria tras la extracción, a pesar de que sea lo recomendado por los expertos. Con el fin de apoyar a la causa, el mes de octubre fue designado como el Mes de Sensibilización sobre el Cáncer de Mama. En honor a eso, hemos recopilado las diferentes formas en que se puede utilizar la impresión 3D para ayudar a combatir el cáncer de mama y facilitar su tratamiento.

Aislamiento de células cancerígenas agresivas

Un grupo de investigación en la Universidad de Girona consiguió utilizar la impresión 3D para aislar las células que provocan el cáncer de mama en las mujeres. En concreto, fabricaron unas matrices 3D minúsculas, llamadas scaffolds, que reproducían los tejidos y fibras del cuerpo humano. Con ayuda del software BCN3D Cura y la impresora 3D Sigma del fabricante barcelonés, probaron varios parámetros para crear los modelos más óptimos para la investigación. Así, fabricaron 10 copias de cada configuración con el objetivo de ver qué geometría separaba mejor las células madre, que son las que provocan las recaídas. Al conseguir aislar las células madre de este subtipo de cáncer, los investigadores podrán estudiarlas mejor para encontrar los biomarcadores responsables de los tumores y poderlos atacar con fármacos.

Réplicas de los tumores

Una interesante forma de utilizar la impresión 3D la desarrolló el MD Anderson Cancer Center de la Universidad de Texas. Cuando se detectan los tumores en los pacientes, puede resultar difícil entender a qué se parecen realmente, ya que las imágenes de las mamografías solo ofrecen una vista bidimensional. Esto, a su vez, resulta complicado a la hora de elegir el tratamiento más adecuado. El MD Anderson ha encontrado una solución a esto, mediante réplicas impresas en 3D de los pechos y los tumores en su interior. Utilizando la fabricación aditiva, las radiólogas Elsa Arribas y Lumarie Santiago comenzaron a hacer modelos de senos personalizados impresos en 3D para ilustrar con mayor precisión los tumores. Esto ha ayudado tanto a los médicos como a los pacientes del centro a comprender sus opciones de tratamiento. También se puede utilizar como una guía 3D durante la cirugía, lo que resulta en operaciones más eficientes con menos complicaciones.

Impresión 3D de TPU para tratar el cáncer de mama

La hipertermia es un tratamiento contra el cáncer en el que el tejido corporal se calienta a una temperatura alta que mata y daña las células cancerosas y deja intacto el tejido normal. La hipertermia mamaria por microondas, en particular, es un tratamiento potencial contra el cáncer en el que la temperatura del pecho se eleva mediante radiación electromagnética (EM). Este tratamiento puede ser complejo, ya que se realiza con sistemas rígidos y voluminosos que resultan incómodos para el paciente. Varios investigadores encontraron una forma de mejorar el tratamiento mediante la impresión 3D. En su estudio «Poliuretano termoplástico impreso en 3D para la hipertermia mamaria portátil», los expertos afirman que en lugar de utilizar los sistemas tradicionales, las antenas portátiles impresas en 3D serían superiores. Finalmente, descubrieron que los modelos se podían usar y no solo brindaban más comodidad a sus pacientes, sino que también permitían niveles ajustados de exposición.

Healshape y la tecnología de bioimpresión

Fundada en Lyon en enero de 2020, Healshape es una startup biomédica especializada en reconstrucción y aumento de pecho mediante bioimpresión. Hoy en día ofrece una bioprótesis totalmente personalizada y bioimpresa a partir de una tinta que facilita la regeneración de los tejidos de cada mujer. La prótesis es absorbible y está diseñada a partir de materiales biomiméticos naturales. Una vez implantado, el médico puede inyectarle las células del paciente realizando un lipofilling. Por tanto, solo es necesaria una operación. Estas células luego tomarán la forma de la bioprótesis y podrán reconstruir el tejido mamario. Después de este trabajo de unos meses, la prótesis podrá reabsorberse, dejando espacio solo para las células de la paciente que, por tanto, deben encontrar su pecho.

Implantes mamarios con tejido propio

Junto con la empresa BellaSeno de Leipzig, el Fraunhofer IPT está trabajando en el desarrollo de un sistema de producción automatizado que en el futuro producirá implantes mamarios a partir de su propio tejido con una estructura de polímero. En el proyecto se combina la experiencia en impresión 3D con conocimientos de mecánica, electrónica, tecnología de medición y software. Esto debería dar esperanza a muchas mujeres, ya que gracias a la instalación de producción, es posible crear implantes de manera más eficiente y rentable a la hora de someterse a la cirugía. Sin embargo, todavía queda esperar algunos años más antes de que se aprueben los implantes.

Lattice Medical y la bioprótesis MATTISSE

Desde su fundación en 2017 en Lille, la startup Lattice Médical ha recaudado 2,3 millones de euros en fondos para el desarrollo de una aplicación destinada a la reconstrucción mamaria. La empresa ha creado una bioprótesis denominada MATTISSE, con el fin de ofrecer una alternativa a las prótesis de silicona, que requieren cirugía cada 10 años. Fabricada con un material reabsorbible, la bioprótesis MATTISSE, gracias a la impresión 3D, se adapta perfectamente a la morfología del paciente. Para diseñar las bioprótesis, la empresa se inspira en las propiedades del encaje Calais y utiliza una cúpula impresa en 3D que sirve como guía para el crecimiento celular. Además, las bioprótesis de MATTISSE permiten la reconstrucción natural ya que regeneran el tejido graso de los pacientes. En lo que respecta al proceso utilizado para la producción de prótesis, Lattice Médical utiliza la tecnología FDM.

Una plantilla mamaria impresa en 3D

Gracias a las plantillas mamarias impresas en 3D, los médicos ahora pueden prepararse mejor para un procedimiento de extirpación de tumores. Detrás del proyecto hay un equipo de investigación del Asan Medical Center. Con la ayuda de la plantilla, la mama de la paciente puede reproducirse en impresión 3D y ser utilizada por los médicos para la operación. Primero, se modelan la mama y el tumor, y luego la forma del tumor se proyecta verticalmente en la superficie antes de comenzar la impresión 3D del modelo. Una vez que la paciente ha sido anestesiada el día de la operación, la guía de la plantilla mamaria 3D se coloca sobre la mama con el tumor, lo que permite marcar con precisión el lugar de la cirugía.

myReflection crea prótesis a medida

Con sede en Nueva Zelanda, la empresa myReflection ha confiado en el escaneo 3D para desarrollar prótesis mamarias a medida. El principio es simple: cada paciente acude a uno de los centros de la marca y uno de los consultores escaneará el pecho con un escáner 3D portátil. Después de trabajar en el modelo 3D, los equipos imprimen en 3D un prototipo de carcasa de PLA para verificar la forma, el ajuste y el tamaño de la prótesis. Si el paciente está de acuerdo, se puede comenzar la fabricación de la prótesis (que no está impresa en 3D).

Plcoskin y sus implantes mamarios impresos en 3D

Con el apoyo de la Comisión Europea y “Eureka”, una red europea de I+D, se pretenden desarrollar nuevos implantes mamarios con la ayuda de la impresión 3D. El proyecto está liderado por la startup de biotecnología coreana Plcoskin. La Universidad de Yonsei y el fabricante holandés de productos médicos LipoCoat también utilizarán su experiencia para trabajar en el desarrollo de productos. El objetivo es crear un implante mamario biodegradable basado en PCL. Para ello, los implantes deben imprimirse en 3D con PCL y recubrirse previamente con películas de colágeno y lípidos de PCL utilizando una tecnología patentada de biorecubrimiento de LipoCoat. Este método está destinado a reducir la tasa de infección con implantes y producir menos síntomas para los pacientes después de la operación.

Colágeno humano recombinante de origen vegetal

A menudo, muchos de los procedimientos tradicionales de reconstrucción mamaria dependen de un suministro limitado de cadáveres humanos o tejido animal. El innovador enfoque de bioimpresión 3D de CollPlant elimina esta barrera de suministro, permitiendo un acceso más amplio a la reconstrucción para más pacientes. A principios de este año, CollPlant y 3D Systems firmaron un acuerdo de co-desarrollo para crear un producto de matriz de tejido blando bioimpreso en 3D que es capaz de promover la infiltración y proliferación celular mediante el uso de formulaciones de bioenlace basadas en rhCollagen. Esta regeneración de tejidos minimiza el riesgo de una respuesta inmunitaria adversa. Debido a su origen vegetal, el rhCollagen también ofrece una seguridad superior al tiempo que cumple con los requisitos mecánicos para los procedimientos de implantes.

Prótesis 3D cargadas con fármacos

Un equipo de científicos de varias instituciones médicas en China, unió fuerzas para realizar un estudio sobre el tratamiento del cáncer de mama con quimioterapia localizada. La quimioterapia tradicional se administra en dosis masivas, lo que produce efectos secundarios como la caída de cabello, anemia y náuseas. Utilizando tecnología de impresión 3D, el equipo de investigadores diseñó una prótesis que contiene los medicamentos paclitaxel (PTX) y doxorrubicina (DOX) para prevenir la recurrencia de tumores malignos y metástasis después de una cirugía relacionada con el cáncer de mama. El lanzamiento del fármaco mostró que la prótesis impresa en 3D que contenía microesferas PTX y DOX era capaz de liberar los fármacos de forma continua durante más de 3 semanas, suprimiendo un umbral de recurrencia del cáncer y con efectos secundarios significativamente reducidos. Además, este estudio reveló resultados prometedores para el desarrollo futuro de tratamientos contra el cáncer de mama en humanos.

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