download-21Cada año, alrededor de 280.000 pacientes en todo el mundo se someten a una cirugía valvular cardíaca, y se espera que el número de pacientes que requieran reemplazo valvular cardíaco se triplique para el 2050. Muchos de estos pacientes son niños con cardiopatías congénitas y mientras que las válvulas cardíacas pueden ser reemplazadas por bioprotésis Y válvulas mecánicas, los pacientes pediátricos presentan un desafío especial. A medida que los niños crecen, superan sus prótesis, ya sea una mano o un stent vascular.

La impresión en 3D ha demostrado ser una tecnología prometedora para crear stents personalizados, pero un grupo de investigadores de la Universidad de Tecnología de Eindhoven está trabajando en desarrollar algo aún mejor: stents que se expanden a medida que el paciente crece y se biodegradan con el tiempo. En las cirugías de implantación de válvulas cardíacas mínimamente invasivas, los stents son fundamentales para soportar la prótesis, pero solo son necesarios hasta que la nueva válvula cardíaca esté completamente integrada en el cuerpo. Los stents metálicos que normalmente se utilizan actualmente, sin embargo, permanecen en el cuerpo para siempre, a pesar de que ya no son útiles e incluso pueden causar complicaciones como la hiperplasia.

Además, los stents metálicos son incapaces de expandirse a medida que el paciente crece. En un estudio titulado “Cómputo diseñado en 3D imprime los stents de polímero autoexpandibles con capacidad de biodegradación para la implantación de válvulas cardíacas mínimamente invasiva: un estudio de prueba de concepto”, los investigadores discuten una alternativa: stents impresos en 3D, bioresorbibles que son capaces de autoexpandirse.

 

“Los polímeros bioabsorbibles, ampliamente investigados por su aplicabilidad en dispositivos de stent, son una opción atractiva”, afirman los investigadores. “Estos materiales no sólo son de interés debido a su presencia a corto plazo, sino que también porque podrían permitir otros beneficios, tales como baja formación de trombos tardíos y menos interferencia con técnicas mínimamente invasivas como la resonancia magnética”.

 

Para diseñar el stent imprimible en 3D, los investigadores hicieron un modelo computacional de elementos finitos de un stent de nitinol (titanio de níquel). El prototipo físico fue impreso en 3D en una Replicator MakerBot 2x, utilizando un filamento flexible. El stent impreso en 3D fue entonces sometido a una serie de ensayos de aplastamiento y de rizado, así como pruebas de degradación acelerada para determinar cuan biodegradable era.

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Aunque era sólo una prueba de concepto, el estudio mostró que la impresión en 3D es prometedora como un método para fabricar stents vasculares expandibles, bio-reabsorbibles. Mucha más investigación tiene que ser hecha, para encontrar un material ideal y método de impresión. El polímero utilizado para la prueba de concepto no era biocompatible, por lo que una prioridad para investigaciones posteriores es encontrar un polímero biocompatible que pueda ser exitosamente impreso 3D o fabricado de otro modo con las propiedades requeridas de degradabilidad y expansibilidad.

figure9“En este estudio de prueba de principio, se demostró que los stents poliméricos autoexpandibles y biodegradables impresos en 3D, con un grado razonable de deformación plástica y RFs comparables a los stents de nitinol, pueden ser diseñados con éxito”, explican los investigadores. “Las simulaciones computacionales han demostrado la capacidad de construir modelos con resultados realistas, basados ​​en la caracterización uniaxial del material. Además, la técnica de impresión FDM 3D es una técnica de fabricación prometedora para traducir modelos computacionales en prototipos físicos que pueden usarse para evaluar el rendimiento mecánico de los diseños de stents. Además, los materiales de copoliéster utilizados en este estudio han mostrado poseer potencial de biodegradación por hidrólisis”.

El trabajo de investigación fue escrito por María Sol Cabrera, Bart Sanders, Olga J.G.M. Goor, Anita Driessen-Mol, Cees W.J. Oomens y Frank P.T. Baaijens. Usted puede leer el estudio completo aquí.


Por Jorge Monardes V.