Investigadores desarrollan válvulas cardíacas impresas en 3D
Un equipo de investigadores del ETH Zurich se ha asociado con la compañía sudafricana Strait Access Technologies para crear válvulas cardíacas impresas en 3D a partir de silicona. Estas servirían como válvulas de reemplazo para una población que envejece día con día. Además de ser una erían una solución viable, más fácil de fabricar y mucho más accesible que las que ya están en el mercado.
Según un estudio publicado por Sewell-Loftin MK, 850,000 personas en todo el mundo necesitarán válvulas cardíacas artificiales para 2050, debido al envejecimiento de la población, la falta de ejercicio y la mala nutrición. La fabricación aditiva podría ayudar a satisfacer esta importante necesidad: en el sector médico, permite personalizar cada dispositivo para el paciente. Entonces tendríamos válvulas impresas en 3D, diseñadas de acuerdo con el corazón de cada uno. El ETH Zurich y Strait Access Technologies están anticipando esta demanda mediante la realización de las primeras pruebas de silicona.
Créditos: Fergal Coulter / ETH Zurich
Antes de explicar el proceso de creación de estas válvulas impresas en 3D, es importante explicar el funcionamiento de dichas valvulas. Nuestro corazón está formado por cuatro cámaras, cada una con una válvula que permite que el flujo sanguíneo se mueva en una dirección. Si alguna de las cuatro válvulas no funciona bien (fuga, estrechamiento, distensión), la sangre regresa a las aurículas o ventrículos, lo que debilita el corazón. Así es como ocurren las arritmias y la insuficiencia cardíaca. Aquí es donde entran las válvulas artificiales: se pueden en insertar en el cuerpo del paciente para garantizar un buen flujo sanguíneo.
Una válvulas cardiácas impresas en 3D en menos de dos horas
Todo comienza con una tomografía computarizada de la aorta del paciente: esta puede determinar con precisión la forma y el tamaño de la válvula cardíaca que tiene problemas. Los datos obtenidos se transforman en un modelo numérico en el que se calcularán las fuerzas que actúan sobre la válvula cardíaca y su posible deformación. Los investigadores explican que es necesario contar 1:30 para imprimir en 3D la válvula artificial (contra varios días para una válvula concebida tradicionalmente). Optaron por la silicona porque es un material compatible con el cuerpo humano: la válvula impresa en 3D se reforzaría con fibras de colágeno que agregarían grosor. El equipo mencioná que el flujo sanguíneo a través de la válvula cardíaca artificial impresa en 3D es tan bueno como el de las válvulas fabricadas tradicionalmente.
Escaneo 3D de la aorta del paciente (créditos: Fergal Coulter / ETH Zurich)
Finalmente, el objetivo sería extender la vida útil de estas válvulas de reemplazo de 10 a 15 años. Actualmente, esta es la vida útil de las válvulas artificiales actuales en pacientes antes de que necesiten ser reemplazadas. Manuel Schaffner, uno de los participantes en el estudio, explica: «Sería maravilloso si algún día pudiéramos producir válvulas cardíacas que duraran toda la vida e incluso pudieran crecer con el paciente, para que también pudieran implantarse en jóvenes «. Ten en cuenta que hoy en día la mayoría de los pacientes deben tomar inmunosupresores o anticoagulantes de por vida para evitar que el cuerpo rechace la válvula artificial, produciendo efectos secundarios significativos. Por lo tanto, la fabricación aditiva podría eliminar por completo este riesgo.
Impresión 3D de válvulas de silicona (créditos: Fergal Coulter / ETH Zurich)
Los primeros resultados son alentadores, pero todavía pasarán 10 años antes de ver válvulas cardíacas 3D artificiales en el mercado. Los investigadores deben realizar muchos ensayos clínicos. Explican que hacen varias pruebas de materiales para descubrir cuáles extienden más la vida útil de la válvula artificial. Puedes encontrar más información en el sitio web oficial de ETH Zurich aquí o en el video a continuación:
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