Como sabemos, la impresión 3D ha revolucionado la medicina, permitiendo fabricar modelos personalizados, desde réplicas anatómicas hasta implantes adaptados individualmente. En este campo también opera la joven startup Simpath, que desde su fundación en 2023 desarrolla modelos 3D realistas para anestesia y medicina respiratoria. Gracias a su moderna tecnología de impresión 3D, produce estructuras anatómicas detalladas que tienen el potencial de optimizar fundamentalmente la simulación médica, la formación y el desarrollo de productos. En una entrevista con el equipo de Simpath, descubrimos cómo los modelos ayudarán a dar forma al futuro de la medicina y cómo se producen los modelos traqueales mediante fabricación aditiva.
3DN: ¿Podrías presentarte y contarnos tus inicios en la impresión 3D? ¿Cómo se fundó Simpath?
Nuestro equipo de Simpath está formado por especialistas en medicina y diseño, incluidos los anestesistas James Broadbent y Jeremy Young, y los diseñadores industriales Bernard Guy y Nicole Hone. Antes de fundar Simpath, cada uno de nosotros tenía una amplia experiencia en impresión 3D en sus respectivas especialidades y estaba familiarizado con las últimas tecnologías a través del mundo académico y de la investigación. Nuestros trabajos previos sobre tráqueas pediátricas impresas en 3D y técnicas de impresión 4D neumática sentaron las bases de lo que se convertiría en Simpath. Nuestro equipo se unió a través de proyectos universitarios y hospitalarios conjuntos en los que reconocimos el potencial de combinar nuestros conocimientos.
James Broadbend (izquierda), Jeremy Young (derecha) y un primer plano del modelo.
Simpath nació del deseo de mejorar las herramientas de formación disponibles para el cuidado y la gestión de las vías respiratorias. Detectamos un gran vacío en el mercado de modelos anatómicos que no sólo fueran visual y táctilmente realistas, sino que también reflejaran la naturaleza dinámica del cuerpo humano. Nuestro objetivo es crear modelos interactivos que tiendan un puente entre los modelos tradicionales estáticos y las nuevas simulaciones digitales, ofreciendo una experiencia de aprendizaje más completa. Una ventaja clave para nosotros es la colaboración entre nuestros clínicos y diseñadores. El equipo clínico aporta conocimientos contextuales, identifica las necesidades del sector y realiza pruebas. Por su parte, nuestro equipo de diseño examina estas necesidades desde un punto de vista creativo y traduce las ideas en soluciones tangibles.
3DN: ¿En qué proyectos trabajáis actualmente? ¿Cuáles han sido los modelos anatómicos más destacados que habéis impreso en 3D hasta la fecha?
Nuestro equipo está desarrollando un modelo pediátrico para la formación en CICO (Can’t Intubate Can’t Oxygenate). Incluye varios componentes, como una cabeza/cuello fijos y una tráquea flexible e intercambiable para facilitar la repetición de procedimientos. También estamos perfeccionando nuestro modelo dinámico de vía aérea para incorporar características anatómicas circundantes y hacer que la simulación sea más realista. Nuestro modelo representa una tráquea adulta con un realismo sin precedentes, proporcionando patologías dinámicas y características funcionales que revolucionan la formación en el manejo de las vías respiratorias. A diferencia de los modelos estáticos o monomateriales de anatomía básica, nuestra tráquea reproduce complejas anomalías internas y actividades dinámicas como distensión, constricción, hemorragia y pulsaciones arteriales. Esta innovación proporciona una experiencia de simulación inmersiva e interactiva de gran realismo gracias a la retroalimentación visual y táctil. Es este feedback tangible el que favorece los modelos físicos frente a las simulaciones virtuales.
El modelo dinámico de vía respiratoria con componentes diferentes y realistas.
Con nuestro modelo, los profesionales pueden simular procedimientos complejos y escenarios de emergencia. Por ejemplo, el bombeo de líquido a través de un diminuto orificio en la pared de la tráquea recrea la hemorragia activa de un tumor. El diseño también facilita ejercicios quirúrgicos precisos en los que los usuarios pueden crear un quiste lleno de líquido, hacer una incisión y aspirar el contenido. Además, los usuarios pueden recrear patologías como la estenosis traqueal, en la que las paredes internas de la tráquea pueden inflarse para formar un canal estrecho.
3DN: ¿Quién utiliza los modelos anatómicos y con qué fines?
Nuestros modelos anatómicos se utilizan principalmente para la formación quirúrgica y médica. Clínicos y estudiantes pueden utilizarlos para practicar procedimientos y prepararse para situaciones de emergencia reales. Ofrecen una alternativa éticamente aceptable para practicar técnicas quirúrgicas y de observación difíciles con una precisión sin precedentes. Los modelos también son valiosos en las pruebas de productos y el desarrollo de dispositivos médicos, donde las condiciones anatómicas realistas son fundamentales para evaluar el rendimiento. También sirven como herramientas educativas para asesorar a los pacientes y ayudan a explicar de forma tangible las situaciones médicas y los tratamientos.
Gracias al modelo 3D, se pueden simular distintos escenarios de emergencia.
3DN: ¿Qué materiales y procesos utilizáis?
Nuestro proceso de diseño favorece la representación de la individualidad, la edad y la condición. Esto hace evolucionar la tradición de los modelos anatómicos de representaciones estáticas y genéricas a simulaciones basadas en datos. Para desarrollar los modelos y garantizar su compatibilidad con los dispositivos médicos existentes, utilizamos tomografías computarizadas y técnicas de modelado 3D en Rhino y ZBrush. A continuación, utilizamos la tecnología de impresión 3D multimaterial Polyjet para conseguir texturas realistas.
El uso de distintos materiales nos permite simular las diferentes consistencias de la anatomía humana, desde el tejido blando hasta el cartílago. Las características dinámicas se introducen mediante sistemas neumáticos en los que se inyecta aire o suero salino a través de conectores. La verificación clínica es una parte esencial de nuestro proceso de diseño para garantizar la idoneidad del modelo para la simulación. Por ejemplo, nuestro modelo de tráquea puede utilizarse para visualizar el asma o la broncoconstricción para explicar por qué los pacientes sienten que les falta el aire y el papel del cumplimiento del tratamiento en la broncodilatación.
Primer plano del modelo de tráquea.
3DN: ¿Qué dificultades hay al imprimir en 3D modelos anatómicos?
Uno de los mayores retos es conseguir que nuestros modelos sean realistas y funcionales al mismo tiempo. A diferencia de los modelos estáticos, nuestros diseños tienen que reproducir condiciones dinámicas. Esto requiere un control preciso de la composición de los materiales y las estructuras geométricas para maximizar el realismo y el rendimiento. Además, los materiales de PolyJet pueden ser frágiles, sobre todo a pequeña escala. Otro reto es garantizar que los modelos sean duraderos y puedan resistir el uso repetido en un entorno de entrenamiento sin sacrificar el realismo.
3DN: ¿Cuáles son vuestros objetivos a largo plazo?
Basándonos en nuestras investigaciones publicadas en Anaesthesia and Critical Care, queremos desarrollar paquetes de aprendizaje quirúrgico, modelos de simulación y representaciones físicas de la anatomía que permitan aprender a clínicos y pacientes. Los nuevos modelos físicos del cuerpo humano, de alta resolución y a todo color, pueden aportar cualidades a la comprensión que compensen las incipientes pero inconsistentes representaciones basadas en pantallas. Prevemos que Simpath se convierta en un proveedor de confianza de modelos anatómicos de alta fidelidad en el campo de la educación médica.
El modelo 3D de vías respiratorias de Simpath.
Nuestros modelos desempeñarán un papel importante en los centros de simulación y beneficiarán tanto a estudiantes como a profesionales avanzados. También vemos grandes oportunidades en la colaboración con empresas de tecnología médica para probar sus productos. Manteniéndonos a la vanguardia de la tecnología de impresión 3D y esforzándonos por obtener información clínica continua, pretendemos impulsar la innovación en la enseñanza de la medicina y, en última instancia, influir positivamente en la atención al paciente. Para obtener más información y ponerte en contacto con nosotros, haz clic aquí.
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*Créditos de todas las fotos: Simpath