Laboratorio UACh LeufüLab desarrolla placas maxilofaciales con impresoras 3D

Hasta hace algunos años, estos modelos e implantes se confeccionaban solo en países como Suiza y Alemania, lo que además de encarecer el costo de la intervención, implicaba una alta demora.

¿Cómo podría una impresora 3D ayudar en una cirugía craneofacial? Para muchos, el nexo entre la ingeniería y la medicina es insospechada, sin embargo, para quienes integran el equipo de LeufüLab -laboratorio de fabricación digital de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad Austral y parte del ecosistema de Centro 14K- la relación entre ambas áreas es parte de sus actuales desafíos.

La inquietud nació en 2016, luego que un estudiante de odontología que realizaba su especialidad en implantología se acercara a Joaquín Castro, Jefe de Desarrollo de LeufüLab, para consultar sobre manufactura digital en busca de facilitar la creación y colocación de piezas dentales. Si bien el requerimiento era una novedad para el equipo, la idea tenía sentido: utilizar impresoras 3D para fabricar modelos personalizados para preparación de cirugías, lo que permitiría una intervención menos invasiva y la disminución de los tiempos de la operación, de forma considerable.

El resultado fue exitoso y permitió iniciar un trabajo conjunto que se amplió al área maxilofacial, dando inicio a la colaboración para preparación de cirugías y a un proceso de investigación sobre la fabricación de guías dentales que se han ido perfeccionando durante estos años, llegando incluso a colaborar con el servicio de salud pública.

“Actualmente lo que hacemos es ayudar a los médicos maxilofaciales y cirujanos de cráneo a poder planificar una cirugía, pre moldear las placas, y así poder disminuir los tiempos de las intervenciones”, explica Joaquín sobre el uso de esta tecnología para la reconstrucción de huesos debido a enfermedades o accidentes. “Puedes ver cuánto hueso, por ejemplo, tienes que sacar de la cadera para ponerlo en la mandíbula, entonces es una ganancia para el médico, porque tiene una mayor seguridad de que la intervención va a ser exitosa y, por supuesto, para el paciente, quien tendrá una más rápida y mejor recuperación”, detalla sobre esta tecnología que principalmente destaca por su exactitud en comparación a los modelos estándar que se usan generalmente y que, al trabajar con software de diseño y fabricación digital, permiten incluso mostrar cómo quedará el paciente post operación.

“La manufactura digital que nosotros hacemos es genial poder aplicarla en medicina porque cada persona es distinta, cada persona tiene sus propias  características de cráneo, de mandíbula. La producción masiva a veces falla”, añade.

Hasta hace algunos años, estos modelos e implantes se confeccionaban solo en países como Suiza y Alemania, lo que además de encarecer el costo de la intervención, implicaba una alta demora.

“Hoy en día un paciente puede estar meses esperando un implante craneal y nosotros podríamos fabricarlo en el mismo lugar. Sin embargo, existe una cierta resistencia de los médicos, porque ven alterado su protocolo habitual y porque aún se piensa que estas nuevas tecnologías tienen que ser importadas desde otros países”.

Pero, ¿cómo es el procedimiento? 

LeufüLab es uno de los laboratorios más importantes en equipamiento tecnológico para prototipaje de la zona austral de Chile. Compuesto por expertos en fabricación digital gracias al uso de máquinas 3D, CNC Laser y tecnologías de comunicación y redes inteligentes, en esta materia ya destacan en Los Ríos por su trabajo en diseño y elaboración de soluciones de ingeniería y biomedicina

Para la fabricación de modelos para la preparación de una cirugía, lo primero es saber si el tejido es blando o duro. “A partir de esta información, el médico determinará si se usará resonancia magnética y/o tomografía computarizada. Ambas técnicas permiten generar, ya sea desde un campo magnético o rayos X, imágenes 3D sumamente detalladas de órganos y tejidos, lo que permitirá al médico saber con exactitud lo que tiene que sacar y lo que no hay que tocar”, cuenta Joaquín. “Después se lleva a otro software que permite ir moldeando la pieza. Aquí la puedes mover, estirar, crear nuevos volúmenes, hasta crear la reparación virtual para ser aprobada por el médico, quien finalmente dará la confirmación de llevar a imprimir”.

Además de la precisión y la rapidez del proceso, el uso de esta tecnología también permite la reducción de costos: “Vemos finalmente la densidad de la pieza lo que determinará cuánto material se va a gastar para la elaboración del implante”, añade Joaquín, quien también advierte sobre el alto costo de este ítem y la reducción del presupuesto al anticiparse sobre lo que realmente se necesitará.

De la teoría a la práctica

En 2020, LeufüLab presentó en un paper los resultados de una planificación asistida por impresión 3D para la reconstrucción mandibular de uno de sus casos. Aquí, después de dos reconstrucciones quirúrgicas anteriores sin éxito, las que condujeron a dolor, osteomielitis y pérdida severa del hueso mandibular, el trabajo del laboratorio permitió un resultado exitoso.

El hombre de 51 años, paciente del Hospital del Salvador, había sufrido una fractura de mandíbula que derivó en una fístula cutánea submandibular y dejó su mandíbula desviada. La tecnología permitió a los dentistas maxilofaciales mejorar los procesos quirúrgicos, gracias a la planificación, la manufactura personalizada y la impresión 3D que ofrecieron al cirujano múltiples ventajas como reflejar la anatomía del lado no afectado, planificar osteotomías, manipular segmentos óseos, fabricar guías de resección quirúrgica y crear placas de reconstrucción.

“Las cirugías no sólo ayudan en lo físico, sino también en lo psicológico”, explica Joaquín. “Los pacientes sufren con la duración del postoperatorio y los problemas estéticos, por ejemplo. Lo que hacemos ayuda tanto al médico, a la institución y al paciente porque reduce el tiempo de cirugía”.

Durante estos días, el equipo de LeufüLab está probando nuevos materiales (certificados y aprobados por la FDA e ISO) y preparándose para participar de una cirugía de implante craneal.