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Impresos en 3D para caderas, rodillas, tobillos, partes de la médula y hasta secciones del cráneo

La era de las prótesis ortopédicas personalizadas impresas en 3D

Los cirujanos ortopédicos se sirven cada vez más de la impresión 3D para generar sustitutos para los huesos defectuosos o desgastados de sus pacientes. Este año, cirujanos de todo el mundo implantarán decenas de miles de sustitutos impresos en 3D para caderas, rodillas, tobillos, partes de la médula y hasta secciones del cráneo.

La mayoría se parecen mucho a sus homólogos convencionales fabricados con titanio. Pero los primeros implantes impresos en 3D y personalizados expresamente para la anatomía de un individuo pueden dar algunas pistas sobre un futuro en el que los repuestos de huesos a medida sean la norma.

De momento, las prótesis impresas en 3D sólo representan una diminuta fracción del mercado global para implantes ortopédicos, pero esa cuota podría aumentar rápidamente durante los próximos años por dos motivos. El primero se asocia al envejecimiento de la población, un fenómeno asociado a un mayor número de operaciones para reemplazar articulaciones. El número de sustituciones de cadera anuales en Estados Unidos se duplicó entre 2000 y 2010. El segundo, los ingenieros son cada vez más proclives al uso de técnicas de fabricación aditiva, como se conoce a la impresión 3D, para generar implantes de titanio.

Los fabricantes líderes en implantes ortopédicos están invirtiendo mucho en el desarrollo de la tecnología. Este año Stryker anunció planes para construir unas instalaciones de fabricación aditiva de 400 millones de dólares (unos 353 millones de euros). Las empresas esperan reducir costes al simplificar el proceso de producción para estos implantes que a menudo se componen de montajes complejos con múltiples piezas metálicas. Fabricarlos capa a capa permite a las empresas consolidar muchas piezas en una, y ahorrar material que se desperdiciaría con los procesos tradicionales de fabricación mecanizada como la forja y la fundición (ver Fabricación aditiva).

Pero tal vez el mayor beneficio en potencia sea la capacidad de producir implantes diseñados específicamente para el cuerpo de un paciente determinado, al emplear datos de resonancias magnéticas o imágenes de tomografía computarizada. Algunas partes del esqueleto tienen geometrías muy complejas que pueden resultar únicas, como la pelvis, afirma el cirujano ortopédico de NorthShore University Health System y director del Instituto Ortopédico NorthShore, Jason Koh. El experto asegura que las sustituciones personalizadas de articulaciones completas también podrían ofrecer importantes beneficios para los pacientes.

En Estados Unidos, varios implantes impresos y personalizados ya han sido aprobados por la Agencia de Alimentos y Medicamentos (FDA, por sus siglas en inglés), incluidos un reemplazo total de rodilla y una placa craneofacial.

Pero la era de los implantes personalizados no está más que en sus primeras fases. De momento, la cifra de implantes personalizados por las máquinas de fusión de haz de electrones comercializadas por el líder del mercado, Arcam, es inferior al 1%. Así lo afirma el CEO de la empresa, Magnus René, quien calcula que al menos la mitad de los implantes ortopédicos en 3D se producen con sus máquinas.

Aun así, el desarrollo de los implantes personalizados sigue avanzando. Un obstáculo podría ser la incertidumbre acerca de cómo la FDA finalmente decidirá gestionar esta nueva clase de implantes, explica el presidente de Additive Orthopaedics, Greg Kowalczyk, cuya start-up está desarrollando un producto personalizado. Hasta ahora, la agencia ha aprobado los implantes impresos que ha determinado que no presentan un riesgo mayor que un producto ya comercializado, pero esos dispositivos sobre todo se han hecho de materiales y se han basado en diseños ya familiares para la FDA.

El valor médico de los implantes personalizados podría ser "tremendo", afirma Koh. Pero cree probable que la tecnología también se enfrentará a retos en su diseño, especialmente en casos en los que los implantes necesiten soportar un peso corporal importante, como los implantes de cadera. Un reto será identificar las áreas específicas en las que la fabricación aditiva aporte un valor único al sistema sanitario, concluye Koh.