Soluciones basadas en tecnologías tridimensionales para la práctica y la enseñanza de las ciencias biomédicas

Víctor Guillermo Ferreira-Moreno, Alety Anett García-Reyes, Marcelino Rivas-Santana, Ramón Quiza-Sardiñas, Sergio Luis Acosta-Calvo

Texto completo:

PDF (English) XML (English)

Resumen

Introducción: La impresión tridimensional es una de las tecnologías que promueve el cambio a nivel económico y social, y uno de los elementos fundamentales de la industria 4.0. Asimismo, constituye un enorme potencial para el futuro de la medicina, estableciéndose como un nuevo paradigma. A pesar de sus ventajas, su explotación en nuestro medio es incipiente.

Objetivos: Diseñar y desarrollar soluciones basadas en tecnologías tridimensionales para la enseñanza y la práctica de las ciencias biomédicas.

Materiales y métodos: Se realizó una investigación colaborativa, de desarrollo tecnológico entre el Centro de Fabricación Asistida y Sostenible de la Universidad de Matanzas y la Universidad de Ciencias Médicas de Matanzas, entre septiembre de 2019 y julio de 2022. Los diseños y fabricaciones se realizaron a partir de la adquisición de imágenes de tomografía computarizada, o desde un escáner de superficie, las que luego se procesaron, se convirtieron en formato Standard Tessellation Language, se imprimieron y posprocesaron. Los diseños virtuales se desarrollaron empleando un software de diseño asistido por computadora.

Resultados: Se desarrollaron varias soluciones que incluyen varios prototipos: biomodelos para reparación de craneosinostosis y figuras anatómicas, molde de prótesis craneal personalizada, prótesis de mano, divisores de líneas de O2, andamios tisulares, pistola portajeringas, protectores faciales, prótesis de mama, molde para restauración autóloga y expansor tisular.

Conclusiones: En todas las áreas de aplicación de esta tecnología en medicina―salvo en la impresión de medicamentos, en el contexto actual―, es factible obtener soluciones en el territorio de Matanzas. Es un imperativo, pues, que directivos y la comunidad médica en general, comiencen a adquirir conciencia, conocimientos y experiencias para garantizar la utilización óptima de esta tecnología.

Palabras clave

fabricación aditiva; impresión tridimensional; medicina; radiología; imagen; DICOM

Referencias

UNCTAD. Comunicado de prensa. Las tecnologías nuevas y emergentes pueden fomentar una recuperación inclusiva del covid-19 - Informe de la ONU [Internet]. Ginebra: UNCTAD/PRESS; 2021 [cited 12/22/22]. Available from: https://unctad.org/es/press-material/las-tecnologias-nuevas-y-emergentes-pueden-fomentar-una-recuperacion-inclusiva-del

Marr B. Tech trends in practice. The 25 technologies that are driving the 4th industrial revolution. Cornwall: John Wiley & Sons Ltd; 2020.

Parthasarathy J, Krishnamurthy R, Ostendorf A, et al. 3D printing with MRI in pediatric applications. J Magn Reson Imaging. 2020;51(6):1641-58. DOI: 10.1002/jmri.26870.

Fan D, Li Y, Wang X, et al. Progressive 3D printing technology and its application in medical materials. Front Pharmacol. 2020;11:122. DOI: 10.3389/fphar.2020.00122.

Mitsouras D, Liacouras P, Imanzadeh A, et al. Medical 3D printing for the radiologist. RadioGraphics. 2015;35(7):1965-88. DOI: 10.1148/rg.2015140320.

Thomas DJ, Singh D. 3D printing for developing patient specific cosmetic prosthetics at the point of care. Int J Surg. 2020;80:241-2. DOI: 10.1016/j.ijsu.2020.04.023.

Rybicki FJ. Medical 3D printing and the physician-artist. Lancet. 2018;391(10121):651-2. DOI: 10.1016/S0140-6736(18)30212-5.

Tejo Otero A, Buj Corral I, Fenollosa Arte F. 3D printing in medicine for preoperative surgical planning: A review. Ann Biomed Eng. 2020;48(2):536-55. DOI: 10.1007/s10439-019-02411-0.

Hummelink S, Verhulst AC, Maal TJJ, et al. Applications and limitations of using patient-specific 3D printed molds in autologous breast reconstruction. Eur J Plast Surg. 2018;41(5):571-6. DOI: 10.1007/s00238-018-1430-3.

Padasak Z. Top 10 advantages and disadvantages of additive manufacturing [Internet]. St. Marys, PA: Alpha Precision Group; 2022 [cited 12/22/22]. Available from: https://www.alphaprecisionpm.com/blog/top-10-advantages-and-disadvantages-of-using-additive-manufacturing

Squelch A. 3D printing and medical imaging. J Med Radiat Sci. 2018;65(3):171-2. DOI: 10.1002/jmrs.300.

Kim GB, Lee S, Kim H, et al. Three-dimensional printing: Basic principles and applications in medicine and radiology. Korean J Radiol. 2016;17(2):182-97. DOI: 10.3348/kjr.2016.17.2.182.

Gando S, Labarca G, Majid A, et al. Aplicaciones de la impresión 3D en la vía aérea central. Rev Med Chile [Internet]. 2019 [cited 08/27/2023];147(10):1315-22. Available from: http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0034-98872019001001315&lng=es

Ernst A, Wahidi MM, Read CA, et al. Adult bronchoscopy training: Current state and suggestions for the future: CHEST expert panel report. Chest. 2015;148(2):321-32. DOI: 10.1378/chest.14-0678.

De Frutos Marcos D, Ortega Martínez R, Zazpe Cenoz I, et al. Utilidad de la impresión 3D en la cirugía de craneosinostosis. An Pediatr (Engl Ed). 2022;97(1):69-71. DOI: 10.1016/j.anpedi.2021.05.022.

Pöppe JP, Spendel M, Schwartz C, et al. The “springform” technique in cranioplasty: custom made 3D-printed templates for intraoperative modelling of polymethylmethacrylate cranial implants. Acta Neurochir (Wien). 2022;164(3):679-88. DOI: 10.1007/s00701-021-05077-7.

López-López EE, Martínez-Méndez R, Vilchis González AH. Diseño de una prótesis de mano para uso en teclados con interfaz sEMG. ReCIBE [Internet]. 2019 [cited 06/10/2023];8(1):47-69. Available from: https://www.redalyc.org/journal/5122/512259512003/html/

Gómez Blázquez G. Proyecto de diseño de una prótesis a partir de fabricación aditiva (impresión 3d) [Internet]. Barcelona: Polytechnic University of Catalonia; 2019 [cited 12/22/22]. Available from: https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2117/173993/MEMORIA%20%20-%20TFM%20Guillermo%20G%C3%B3mez%20Bl%C3%A1zquez.pdf

Acosta Calvo SL. Diseño y fabricación de una prótesis mecánica de mano [Internet]. Matanzas: University of Matanzas; 2021 [cited 12/22/22]. Available from: https://rein.umcc.cu/handle/123456789/1861

Cutipa Puma DR, Coaguila Quispe CG, Yanyachi PR. A low-cost robotic hand prosthesis with apparent haptic sense controlled by electroencephalographic signals. HardwareX. 2023;14:e00439. DOI: 10.1016/j.ohx.2023.e00439.

González González A, Rivas Santana M, Zambrano Robledo PC, et al. Thermal and morphological characterization of 3D-printed PLA scaffolds for biomedical applications. MRS Adv. 2022;7(35):1206-11. DOI: 10.1557/s43580-022-00454-5.

González González A, Rivas Santana M, Quiza Sardiñas R, et al. Modelación de andamios porosos basados en las estructuras triplemente periódicas P y G. Orange Journal. 2021;3(5):30-41. DOI: 10.46502/issn.2710-995X/2021.5.04.

Mayer HF. The use of a 3D simulator software and 3D printed biomodels to aid autologous breast reconstruction. Aesth Plast Surg. 2020;44(5):1396-402. DOI: 10.1007/s00266-020-01733-y.

Enlaces refback

  • No hay ningún enlace refback.




Licencia de Creative Commons
Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional.