Fabricación en 3-D en cirugía ortopédica

El futuro de la cirugía ortopédica y los avances para los pacientes que manejan los efectos de la artritis, las fracturas y otras afecciones musculoesqueléticas, es un tema de constante interés. Desde células madre hasta reemplazos de articulaciones, cirujanos y pacientes están interesados ​​en lo que podría ser el próximo avance a la vuelta de la esquina.

Una de las áreas de interés reciente ha sido el desarrollo de herramientas e implantes hechos a medida y específicos para el paciente.

La esperanza es que al permitir el diseño de más implantes personalizados, las intervenciones ortopédicas se acomodarán mejor y serán menos notables para las personas que necesitan someterse a un procedimiento quirúrgico.

Fabricación de Implantes

La industria de la salud depende en gran medida de la fabricación para suministrar los diversos productos utilizados en toda la profesión médica. Los cirujanos ortopédicos dependen en gran medida de productos manufacturados, y los desarrollos en la fabricación han revolucionado la ortopedia en una variedad de formas. Desde el tratamiento no quirúrgico de las lesiones deportivas tratadas con brackets personalizados de fibra de carbono hasta la reconstrucción quirúrgica de las extremidades deformadas, los cirujanos ortopédicos utilizan muchos materiales y productos diferentes para ayudar a sus pacientes.

Cada vez que hay un avance en la fabricación, es probable que los cirujanos ortopédicos estén interesados ​​en cómo esto podría afectar el trabajo que realizan. Uno de los cambios recientes en la fabricación es el avance de la tecnología de impresión 3-D.

La impresión tridimensional ha cambiado la forma en que muchas industrias fabrican productos. La industria de la salud no es diferente, y se están produciendo muchas aplicaciones de tecnología 3-D para abordar diversas necesidades de atención médica. En la cirugía ortopédica, una especialidad médica que depende en gran medida de dispositivos implantables, la tecnología de impresión 3-D ha sido un área de gran interés.

Impresión 3d

La principal diferencia observada con la fabricación tridimensional es que este es un proceso llamado "fabricación aditiva". esto significa que los implantes se crean agregando material capa por capa para crear un producto tridimensional. Esto se distingue de un proceso "sustractivo" en el que un bloque de material se esculpe en una forma deseada. La fabricación aditiva ha existido durante varios años y muchas industrias, pero es relativamente nueva en la industria de la salud.

Tradicionalmente, los implantes ortopédicos están diseñados en múltiples tamaños diferentes. Por ejemplo, si tuviera un reemplazo de cadera, como ir a una tienda de zapatos y probar diferentes tamaños de zapatos estándar, su cirujano ortopédico tendría una variedad de opciones de implantes de cadera diseñados para adaptarse a la mayoría de las personas. Si bien estos implantes a menudo funcionan bien, existen limitaciones en el número de tamaños, y algunas personas tienen una anatomía que no se ajusta bien a un tamaño estándar específico.

En la cirugía ortopédica, la impresión tridimensional se ha utilizado para una serie de aplicaciones diferentes. Por ejemplo, los implantes de reemplazo de articulaciones se han fabricado a medida. Algunos de estos implantes se han usado en procedimientos quirúrgicos comunes, como reemplazo de cadera y cirugía de reemplazo de rodilla.

Además, los implantes espinales también se han diseñado a través de la fabricación de aditivos tridimensionales. Otra aplicación ha sido el diseño de instrumentación específica para el paciente. En esta situación, los implantes reales utilizados son tamaños estándar, pero los instrumentos que su cirujano usa para preparar el implante están diseñados a medida. Por último, la fabricación aditiva se ha utilizado para el diseño de implantes complejos utilizados para las deformidades graves, la cirugía de tumores y situaciones en las que no hay implantes estándar disponibles para la cirugía reconstructiva compleja.

Implantes personalizados

Muchos pacientes están interesados ​​en implantes personalizados.

Quieren asegurarse de que los implantes utilizados en el momento de la artroplastia sean del tamaño ideal para su cuerpo. En la actualidad, es muy raro que un cirujano implante un reemplazo articular a medida. Por lo general, cuando las personas hablan de implantes personalizados, en realidad tienen un implante estándar insertado, y un corte personalizado está diseñado para su anatomía específica. Los reemplazos de articulaciones personalizados, donde los implantes en realidad están diseñados específicamente para un paciente individual, no son un procedimiento quirúrgico estándar en este momento.

La ventaja potencial de un verdadero implante personalizado, donde la prótesis implantada está diseñada específicamente para un paciente individual, es la capacidad de replicar la mecánica normal de una articulación. Hay circunstancias en las que un implante de tamaño estándar puede ser demasiado largo, demasiado corto, demasiado ancho o demasiado estrecho. En la mayoría de las personas, su cirujano puede compensar las variaciones sutiles, pero hay algunas situaciones en las que las personas tienen una anatomía inusual y pueden ser difíciles de adaptar a los implantes estándar. El diseño de implante personalizado podría permitirle a su cirujano una mejor capacidad para controlar estas variables.

Adherirse al hueso

El otro aspecto de la fabricación aditiva que interesa a su cirujano es la capacidad de diseñar implantes que se adhieran bien al hueso circundante. Hay diferentes formas de asegurar un implante al hueso . El uso de tornillos y alambres se usa generalmente para el tratamiento de fracturas, donde el implante solo debe durar hasta que se cure la fractura. El uso de cemento óseo es común, pero el uso del mismo ha disminuido. Si bien este es un método efectivo para asegurar un implante, existe la preocupación de que los implantes se suelten con el tiempo. Una de las mejores maneras de asegurar un implante en el hueso es utilizar implantes con un recubrimiento poroso que permita que el hueso crezca con el tiempo.

Los implantes recubiertos porosos a menudo se usan en la cirugía de reemplazo articular, pero no todos los implantes se pueden diseñar fácilmente con un recubrimiento poroso. La impresión tridimensional ha hecho que el proceso de aplicar un recubrimiento poroso a una amplia variedad de superficies geométricas sea más posible.

Una palabra de

El futuro de la ortopedia indudablemente se verá muy diferente de la forma en que se hacen las cosas hoy. Una de las áreas más interesantes es el desarrollo de nuevas tecnologías para la fabricación de implantes ortopédicos. La impresión tridimensional es una tecnología que se utiliza para diseñar implantes ortopédicos personalizados que actualmente se utilizan en cirugías reconstructivas complejas. Con el tiempo, el uso de la impresión tridimensional puede volverse más común y utilizarse de manera más amplia para los procedimientos quirúrgicos ortopédicos estándar.

> Fuentes:

> Golish SR, Kurtz SM, Boyan BD. "¿Puede la impresión 3D revolucionar los dispositivos ortopédicos?" AAOSNow. Enero de 2018, página 1.

> Haglin JM, Eltorai AE, Gil JA, Marcaccio SE, Botero-Hincapie J, Daniels AH. "Implantes ortopédicos específicos del paciente" Orthop Surg. 2016 Nov; 8 (4): 417-424.