Las aplicaciones de la impresión 3D en la lucha contra el cáncer de mama

Ser mujer es el mayor factor de riesgo para desarrollar cáncer de mama, aunque los hombres tampoco son inmunes a este tipo de cáncer. Según la OMS, una de cada doce mujeres desarrollará cáncer de mama a lo largo de su vida. En 2022, se diagnosticó cáncer de mama a 2,3 millones de mujeres en todo el mundo y 670.000 murieron por esta causa. En el cáncer de mama, las células mamarias anormales crecen de forma incontrolada y se extienden a todo el cuerpo si no se tratan. La detección precoz y la educación sobre las opciones de tratamiento son cruciales para reducir estas alarmantes cifras. Por este motivo, octubre ha sido declarado Mes de Sensibilización sobre el Cáncer de Mama y el 19 de octubre es el Día Mundial de esta enfermedad. Por ello, encontramos iniciativas en todos los rincones del mundo para concienciar, tratar y hacer frente a esta enfermedad. Además, cada vez son más las empresas e instituciones de investigación que abordan esta importante cuestión y desarrollan formas y tecnologías innovadoras para ayudar a las personas que padecen la enfermedad. También encontramos numerosos proyectos y enfoques de investigación en los que se utiliza la fabricación aditiva en este ámbito. A continuación, encontrarás algunas aplicaciones en las que se ha utilizado la impresión 3D para luchar contra el cáncer de mama.

ZULE ofrece alternativas de prótesis mamarias impresas en 3D

En octubre del año pasado se presentó ZULE, un innovador proyecto de la ESPOL (Escuela Superior Politécnica del Litoral), en Ecuador, que utiliza la impresión 3D para crear prótesis mamarias externas personalizadas. Este enfoque tecnológico permite diseñar prótesis que se ajustan con precisión a la anatomía de cada paciente, garantizando comodidad y una apariencia natural. El equipo, liderado por el profesor Gabriel Helguero, ha desarrollado un proceso que combina escaneo y modelado 3D, permitiendo que cada prótesis no solo se adapte a las dimensiones de la paciente, sino también a su cicatriz. Durante la presentación de esta iniciativa, se subrayó la importancia de la detección temprana de este tipo de cáncer. Igualmente, la rectora de la ESPOL, Cecilia Paredes, destacó cómo la investigación, en este caso impulsada por la tecnología de manufactura aditiva, puede transformar vidas y contribuir significativamente al bienestar de las pacientes.

Créditos: ESPOL / Escuela Superior Politécnica del Litoral

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.

Healshape utiliza la impresión 3D para crear prótesis mamarias naturales y reabsorbibles

Fundada en Lyon en enero de 2020, Healshape es una startup biomédica especializada en la reconstrucción y el aumento mamarios mediante bioimpresión. El objetivo de la empresa es «desarrollar soluciones naturales de reconstrucción mamaria para todas las mujeres», dirigidas al 40 % de los 2,2 millones de mujeres a las que se ha diagnosticado cáncer de mama y necesitan una mastectomía (2020). Al igual que Lattice Medical, ofrece una bioprótesis totalmente personalizada, denominada UR SHAPE, que es una «matriz 100% natural fabricada con materiales de origen biológico que se pueden imprimir en 3D y es reabsorbible» gracias al uso de una tinta que facilita la regeneración del tejido de cada mujer. Una vez implantado, el médico puede inyectar las células de la propia paciente realizando un «lipofilling», así, sólo es necesaria una operación. Estas células adoptarán entonces la forma de la bioprótesis y podrán reconstruir el tejido mamario. Tras unos meses de trabajo, la prótesis será capaz de reabsorberse por sí misma, dejando únicamente las células de la propia paciente, que debería entonces ser capaz de recuperar su mama. En 2023, la empresa anunció una asociación con el Institut de Cancérologie de l’Ouest, en los Países del Loira (Francia).

Prótesis mamarias a medida impresas en 3D por la Universidad de Limerick

Investigadores de la Universidad de Limerick (Irlanda) han anunciado lo que consideran una «primicia mundial»: la creación de prótesis mamarias a medida para mujeres tras una mastectomía mediante escaneado e impresión en 3D. Fruto de la colaboración entre la Unidad de Innovación Rápida de la Universidad de Limerick (UL), la Unidad de Cuidados Sintomáticos de la Mama del Hospital Universitario de Limerick (UHL) y el Centro de Oncología Radioterápica del Medio Oeste de la Red Privada Mater, el servicio piloto espera mejorar la calidad de vida de las supervivientes de cáncer de mama. En esencia, las mujeres que se hayan sometido a una mastectomía completa (extirpación total de uno o dos senos) tendrán acceso a prótesis totalmente personalizadas que se fabricarán in situ en el punto de atención, adaptándose perfectamente a la mama residual sin importar su forma o tamaño. Aunque los investigadores no especifican qué tecnología de impresión 3D se ha utilizado, sí mencionan que el tratamiento pretende hacer frente a la falta de un enfoque de «talla única», que es la norma actual. El proyecto también pretende ofrecer soluciones protésicas a medida en toda Irlanda.

El equipo detrás del proyecto UL. (Créditos: Universidad de Limerick)

ONEBra

ONEBra es una joven empresa italiana que ha ideado una solución para las mujeres que han tenido que someterse a una mastectomía tras un cáncer de mama. De hecho, a menudo la asimetría de los pechos resultante de esta operación provoca dificultades psicológicas adicionales a las pacientes. Por ello, ONEBra ha desarrollado copas de sujetador personalizables e imprimibles en 3D que pueden adaptarse a la fisiología de la mujer. La clienta puede escanear su cuerpo en casa y enviar las imágenes a la empresa, que a continuación imprime en 3D las copas de sujetador personalizadas y las envía al domicilio de la paciente. Gracias al uso de la fabricación aditiva, el producto se envía en poco tiempo y con total respeto a la intimidad de la persona.

Diseño del ONEBra (Créditos: ONEBra)

BellaSeno innova con implantes 3D reabsorbibles

BellaSeno, empresa alemana pionera en la impresión 3D de implantes médicos, está desarrollando implantes reabsorbibles para la reconstrucción ósea y de tejidos blandos, fabricados mediante impresión 3D. En el 93º Congreso Anual de Cirugía Plástica celebrado este año en San Diego, BellaSeno presentó los resultados preliminares de su ensayo clínico. Los datos mostraron que sus estructuras de policaprolactona de grado médico (mPCL) consiguen retener el doble de volumen mamario que el injerto de grasa solo. Estas estructuras también demostraron una seguridad óptima, sin complicaciones como infección o necrosis. En el estudio, 19 pacientes recibieron los implantes mamarios mPCL rellenos con un 50% de injerto de grasa autóloga tras la extracción de sus implantes de silicona. El seguimiento de 12 a 24 meses no reveló complicaciones importantes. Al mismo tiempo, BellaSeno tiene previsto abrir una planta de producción totalmente automatizada en Australia en 2025. Esta planta, especializada en la impresión 3D de implantes médicos, producirá hasta 100.000 andamios mamarios personalizados al año, ofreciendo soluciones a medida.

Créditos: BellaSeno

La prótesis MATTISSE, de Lattice Medical

Lattice Medical, con sede en Lille, ha consolidado su posición como líder en innovación tras seis años de investigación y el registro de 12 patentes. La compañía francesa ha desarrollado MATTISSE, una bioprótesis mamaria que combina impresión 3D, biomateriales avanzados y técnicas de ingeniería tisular. Este dispositivo innovador no solo proporciona el volumen y la forma deseados, sino que también facilita la regeneración del tejido mamario. MATTISSE está hecha mediante fabricación aditiva de biomateriales reabsorbibles, lo que permite la regeneración de tejido adiposo autólogo. Una vez implantada, la prótesis se integra de manera natural en el cuerpo, permitiendo que el tejido se regenera en un periodo de seis meses, tras el cual la bioprótesis se disuelve sin dejar residuos. Para saber más sobre la actividad de Lattice Medical y su uso de la impresión 3D en la lucha contra el cáncer de mama, no te pierdas esta entrevista exclusiva:

Implante impreso en 4D que se adapta al cuerpo y libera medicamentos

Un grupo de investigadores de la Queen’s University Belfast (QUB), con el objetivo de tratar el cáncer de mama de una manera eficiente, han creado implantes impresos en 4D gracias a Tinkercad y la bioimpresora Cellink Bio X 3D. Estos implantes personalizados, han sido fabricados con materiales inteligentes capaces de cambiar su forma y características. Gracias al uso de esta tecnología los implantes pueden programarse, se controlan mediante estímulos externos como la temperatura o la humedad, para mejorar su adaptación a cada paciente. Los beneficios del uso de la impresión 4D en el implante no son meramente estéticos, también son capaces de liberar poco a poco fármacos en lugares muy precisos. Este tipo de medicamento de quimioterapia (doxorrubicina o DOX), ayuda a la paciente a prevenir la reaparición de celulas cancerosas.

Este es el implante impreso en 4D una vez colocado. (Créditos: QUB)

Imprimen en 3D un dispositivo para combatir cánceres de intervalo

Un equipo de investigacion del MIT ha creado un dispositivo mediante impresión 3D que promete ayudar a la lucha contra el cancer de mama. Este dispositivo de ultrasonidos tiene como objevo detectar de manera precoz este tipo de cáncer. Algo que inquieta tanto a médicos como a pacientes son los cánceres de intervalo. Hablamos de tumores que se desarrollan rápidamente entre las citas periódicas de las mamografías, que además son más agresivos que los detectados de forma rutinaria. Canan Dagdeviren, principal autor del estudio, señala que su objetivo era diseñar un dispositivo que permitiera hacer revisiones más frecuentes a personas con alto riesgo. El llamado cUSBr-Patch, consiste en un parche impreso en 3D con aberturas, que proporciona un escaneo en profundidad, e imagen desde distintos ángulos de las mamas. Este dispositivo fue creado mediante una impresora 3D Prusa i3 MK3S+ empleando TPU y PLA, se imanta al sujetador y permite hacer este tipo de escaneos desde casa para poder combatir los cánceres de intervalo.

El dispositivo de ultrasonidos para combatir el cáncer de mama impreso en 3D en el MIT (Créditos: MIT)

Combinando IA e impresión 3D para tratar el cáncer de mama

Ricoh USA, a través de Ricoh 3D for Healthcare, fabricante líder de dispositivos médicos personalizados, ha firmado un acuerdo con SimBioSys, empresa técnica especializada en IA y modelado por ordenador, para explorar nuevas tecnologías en el tratamiento del cáncer de mama. La colaboración se centra en evaluar el potencial de la inteligencia artificial combinada con la impresión 3D avanzada para mejorar las experiencias quirúrgicas y personalizar la atención a las pacientes con cáncer de mama. En el congreso de la Sociedad Americana de Cirujanos de Mama celebrado en abril de 2024, Ricoh y SimBioSys presentaron sus primeros avances, dando a conocer innovadores modelos de este tipo de cáncer. Aunque los detalles de las tecnologías utilizadas siguen siendo confidenciales, la colaboración promete ofrecer soluciones innovadoras para el tratamiento y la gestión del cáncer de mama.

Créditos: SimBioSys

Los implantes regenerativos de CollPlant y Stratasys

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. Este año, CollPlant y Stratasys se unieron en un nuevo estudio preclínico para producir implantes mamarios regenerativos. Combinando el sistema Origin de Stratasys y la biotinta rhcollagen de CollPlant, se comprobará que los implantes regeneren el tejido mamario natural sin provocar una respuesta inmunitaria. CollPlant ya había dado a conocer evidencias de tejido conectivo bien desarrollado y con vasos sanguíneos en el implante 3D así como un crecimiento de tejido en su interior. Sin embargo, los resultados de esta colaboración se conocerán hasta el segundo trimestre de 2025.

Aunque la Origin de Stratasys no es una bioimpresora, la máquina se ha adaptado para permitir el procesamiento de la biotinta rhcollagen. (Créditos: Stratasys).

La Universidad de Anglia Oriental y su enfoque para la reconstrucción mamaria

Una reciente investigación en la Universidad de Anglia Oriental (UEA) explora el uso de la tecnología de impresión 3D para mejorar las cirugías de reconstrucción mamaria en pacientes con cáncer. El proyecto incluye la creación de moldes personalizados mediante escáneres 3D del pecho de la paciente antes de la cirugía, facilitando la medición del tejido y optimizando la forma y volumen durante la reconstrucción, lo que mejora la calidad y rapidez del procedimiento. Otro aspecto de la investigación consiste en utilizar datos de resonancias magnéticas para diseñar implantes personalizados e impresos en polímeros biodegradables. Estos implantes se utilizarían en cirugías para conservar la mama, la cual consiste en extirpar el tumor conservando la mayor parte posible del tejido y la forma de la mama. Ese implante 3D se colocaría en la paciente y se degradaría en el cuerpo tras inyectarse grasa propia del paciente.

A la izquierda, un molde de mama impreso en 3D. Derecha, implante biodegradable con la forma exacta de un tumor. (Créditos: University of East Anglia)

Mini tumores impresos en 3D para el tratamiento del cáncer

Investigadores del Centro Académico de Investigación Farmacéutica de Leiden han impreso en 3D mini tumores en un entorno que imita al tejido humano para evaluar la eficacia de las inmunoterapias contra el cáncer. Estas inmunoterapias incluyen células T mejoradas, que son células inmunitarias especializadas que pueden atacar a las células cancerosas, y anticuerpos biespecíficos, que ayudan a la célula T a localizar y destruir la célula cancerosa con mayor eficacia. Al imprimir mini tumores en 3D, los investigadores pueden disponer de un modelo más realista de las interacciones de la inmunoterapia, a diferencia de las pruebas tradicionales de inmunoterapia realizadas en una placa de Petri. Los mini tumores impresos en 3D, que se incrustan en gel de colágeno, imitan con mayor precisión el cuerpo humano. El equipo utiliza una bioimpresora 3D para inyectar células en el gel y crear pequeños tumores tridimensionales que crecen e invaden el gel como lo hacen en el cuerpo. A continuación, se añaden las células T y se controlan con microscopios automatizados. El método de ensayo ya ha dado buenos resultados, y los investigadores han podido difundir qué anticuerpos son eficaces. Incluso han colaborado con el laboratorio de inmunología de Reno Debets en el Centro Médico Erasmus de Rotterdam para probar nuevos receptores para la terapia del cáncer de mama triple negativo.

Cellbricks imprime implantes biológicos

Muchas mujeres a las que hay que extirpar quirúrgicamente un cáncer de mama optan por un implante tras la operación, que suelen ser de silicona. Sin embargo, los implantes de silicona entrañan el riesgo de que el cuerpo los encapsule y haya que retirarlos al cabo de un tiempo. Para crear una alternativa mejor a los implantes de silicona, la empresa berlinesa Cellbricks trabaja en el desarrollo de implantes hechos de tejido humano. Con su tecnología patentada de biofabricación, Cellbricks es capaz de imprimir un implante a partir de células humanas, en algunos casos directamente del paciente. La clave del éxito está en la biotinta, el proceso de bioimpresión estereolitográfica multimaterial, pero también en el software y la ingeniería de procesos.

La iniciativa de ReConstruct Bio

ReConstruct Bio es una empresa fundada por el Instituto Wyss de la Universidad de Harvard. Utilizando la tecnología de bioimpresión 3D SWIFT ideada por el Instituto Wyss, ReConstruct Bio se centra en la reconstrucción y el aumento mamarios para mujeres que han sufrido una mastectomía. El equipo desarrolló el BioImplant, un tejido de bioingeniería creado a partir de las propias células de las pacientes. Este tejido impreso con la técnica SWIFT está vascularizado para garantizar su integración inmediata en la red sanguínea de la paciente. Además, al utilizar las células del propio paciente, minimiza el rechazo y otras complicaciones. Según la empresa, esta técnica produce mejores resultados que los implantes mamarios sintéticos y puede utilizarse para la reconstrucción y el aumento mamarios, así como para otros procedimientos reconstructivos o estéticos.

Imagen microscópica de los canales vasculares del tejido adiposo bioimpreso y perfundido in vitro durante cuatro días. (Créditos: Instituto Wyss – Universidad de Harvard)

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