La impresión en 3d es una poderosa herramienta al servicio de los profesionales de la ciencia. Aplicar las tecnologías de prototipado rápido al diagnóstico de enfermedades y a la cirugía, está dando unos resultados que mejoran la eficiencia, y que constituyen un valiosísimo impulso en la fabricación de prótesis, en la enseñanza de las técnicas de cirugía, y en la concreción de un diagnóstico que puede ser explicado con detalle. Con instrumentos ya probados como la resonancia magnética, el escáner, y la radiografía, se obtienen imágenes estructurales del órgano a estudiar. Un ”software” los transforma en archivos en 3 dimensiones, que pueden ser impresos en las rápidas máquinas de ZCorp.
Esta técnica del prototipado rápido da una información mucho más exacta del mal a tratar, que puede ser vista y tocada con las manos por los especialistas. Permite el coloreado y el etiquetado, lo que las hace especialmente aptas para su clasificación posterior en archivos, y que no se pierda detalle de las partes exploradas.
Ejemplar más perfecto y modelo de una virtud, vicio o cualidad. Eso es el prototipo, aunque podríamos explicarlo así: Si existe, puede imprimirse. Si puede imaginarse, puede imprimirse. Las ideas toman cuerpo literalmente. Ya nada puede escapar al ojo tridimensional. El modelo es fabricado exactamente como el ejemplar más perfecto.
El prototipado rápido es una tecnología que ha saltado de la industria del automóvil a muchos otros campos de la industria y de la ciencia. Ha supuesto un hito casi tan importante como la invención de la imprenta, porque abre unos caminos tan prometedores que se impondrán de forma rotunda en campos tan dispares como imaginarse pueda.
Y se apellida rápida porque es verdaderamente rápida. A un ritmo de 3 cm de alto por hora, cualquier tipo de impresión compite en velocidad con todas las otras técnicas de modelado sacando una impresionante ventaja.
En medicina, desde el escáner tridimensional, un software especial configura un archivo CAD, que puede ser impreso directamente. El método que emplea es el siguiente:
Una vez ha sido lanzada la impresión, el equipo comenzará a trabajar ejecutando por capas de entre 0,089 y 0,203 mm. de grosor el objeto a reproducir. El proceso de ejecución de cada capa es el siguiente:
1.- El carro de la impresora se desplaza pasando por la cubeta de material, arrastrando una capa de polvo que esparce sobre la cubeta de construcción hasta cubrirla por completo.
2.- Nuevamente el carro se desplaza en sentido inverso inyectando una solución de aglutinante sobre el polvo, solidificando la sección o capa del objeto. El binder es absorbido por el polvo en aquellos puntos indicados por el archivo 3D.
3.- Cuando la sección está totalmente impresa, el pistón de construcción desciende levemente y una nueva capa de polvo es esparcida sobre la superficie de construcción. Este proceso se repetirá en cada capa hasta que el modelo esté totalmente construido.
4.- Una vez acabado el trabajo, la impresora procede a la evacuación del polvo no utilizado, que es reciclable, pasándolo nuevamente al depósito de material para ser reutilizado en posteriores impresiones.
“Los “medical models” son muy útiles para la simulación y preparación de complejas intervenciones quirúrgicas. Contando de antemano con un modelo de la zona donde se presenta la patología del paciente a tamaño real, el profesional de la salud puede analizar y evaluar la complejidad del problema al que se enfrenta antes de la intervención. De esta manera se reduce la duración de la operación, se minimizan los riesgos y las molestias para el paciente, y se obtienen mejores resultados.
Un ejemplo de la utilidad de los prototipos en la preparación de operaciones quirúrgicas tuvo lugar en el Hospital Holy Spirit en Brisbane, Australia. El Dr. Geoff Askin utilizó la tecnología del prototipado rápido para obtener más información acerca de un caso de Neurofibromatosis. El facultativo solicitó un biomodelo para planear con más detalle la compleja operación antes de realizarla. Un escáner mostró claramente una deformación cervicotorácica, causada por razones congénitas.
Otro ejemplo de intervenciones quirúrgicas en las que los modelos médicos fabricados con prototipado rápido son muy útiles son los implantes. En este caso, además, el modelo puede servir directamente como molde para la fabricación de una pieza a implantar (Biomodel).
http://www.anatomics.com/surgeons/index.html
En la mayoría de los casos en los que se realizan simulaciones antes de la operación quirúrgica, no sólo es útil la obtención de un modelo físico idéntico al que se va a operar, sino también la rapidez con la que se fabrican estos modelos, que pueden estar preparados en cuestión de horas.
Pero hay otras muchas aplicaciones del prototipado rápido en el área de la medicina: diagnosis, comunicaciones, odontología, medicina forense, etc. Otras aplicaciones son la paleontología o la detección muy temprana de deformaciones en bebés.
En los casos de pacientes que presentan deformaciones inusuales, el prototipado rápido permite crear un modelo idéntico a la deformación que presenta el paciente y realizar múltiples copias. Estos pacientes, por lo general, no desean donar sus cuerpos a la ciencia y, cuando lo hacen, estos están operados y la deformación original ha variado mucho.
Gracias a estos modelos se puede investigar acerca de esta patología y enseñar a futuros especialistas.
También en el campo de la medicina forense se está aplicando esta tecnología, ya que es una forma rápida de reconstruir partes del cuerpo destruidas para estudiar las causas de la muerte o simplemente crear un modelo idéntico al original para poder estudiar en él, por ejemplo, la trayectoria de una bala.
Otra interesante aplicación la encontramos en la fabricación de prototipos de cromosomas y virus. Los cromosomas son muy complejos, por ello se utilizan diversas técnicas para visualizarlos y entender su estructura, y una de estas técnicas es el prototipado rápido, que logra crear un modelo físico del cromosoma.
Un buen ejemplo es el estudio sobre cromosomas llevado a cabo en el Departamento de Virología de la Universidad Tecnológica de Helsinki por el Dr. Peter Engelhardat. El primer paso fue preparar el cromosoma para una sesión fotográfica. Para ello se tuvieron que realizar marcas para usarlas como punto de referencia para la reconstrucción en 3D.
A partir de estas fotografías se construyó un modelo CAD del cromosoma en 3D en el ordenador.
Otro proyecto de prototipado rápido aplicado al campo de ciencias de la salud fue el llevado a cabo por la Universidad Tecnológica de Tampere en 2002. Se trataba de un proyecto del departamento de Ingeniería Mecánica para el Hospital Universitario de Tampere (Pirkanmaan Sairaanhoitopiiri). El paciente sufría una deformación en la mandíbula y se le iba a implantar una prótesis mediante una compleja intervención quirúrgica. Usando radiografías y resonancias magnéticas, la máquina de prototipado rápido realizó un modelo exacto de la mandíbula del paciente, a partir del cual se fabricó la prótesis para corregir la deformación.
CONCLUSIÓN
En definitiva, el prototipado rápido es un ejemplo más de la aplicación de los avances tecnológicos en ciencias de la salud. La obtención de modelos anatómicos muy precisos a partir de escáneres permite una información muy valiosa para el diagnóstico, terapia o fines didácticos. Su éxito reside en la información visual y táctil que nos ofrece, la cual, frecuentemente, nos proporciona datos no visibles por otros métodos.
El futuro de esta técnica es muy prometedor, ya que cuenta con la posibilidad de ser aplicada en cualquier tipo de industria o campo, entre ellos la medicina. Este último campo es uno de los más interesantes en lo que se refiere a la utilidad de los avances del prototipado rápido. En el futuro será fácil obtener un prototipo de cualquier parte del cuerpo antes de realizar una intervención quirúrgica o cuando se presente un caso de una enfermedad poco común. También en los laboratorios están siendo muy útiles los avances logrados.”(Llanos López, Mª José.*Ingeniera Técnica Industrial Mecánica. Especialista Universitaria en Calidad y Control de Calidad.)
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