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Biomedicina

La impresión 3D logra implantes a medida para regenerar los nervios dañados

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La técnica, aplicada en ratas, podría extenderse para tratar a humanos con materiales biodegradables que se disuelvan en el cuerpo

  • por Mike Orcutt | traducido por Teresa Woods
  • 25 Septiembre, 2015

Hacer un puente que una los extremos de un nervio roto es el último truco biomédico realizado con la ayuda de una impresora 3D.

La fabricación aditiva, también conocido como la impresión 3D, hace posible crear implantes biomédicos más personalizados, y se ha convertido en un método popular para fabricar piezas dentales y hasta tráqueas artificiales. Una nueva estructura impresa en 3D destinada a "guiar" la regeneración y la reconexión de los flecos sueltos de un nervio dañado sugiere que la técnica podría resultarles atractiva a los neurocirujanos también.

Las lesiones de nervios periféricos, causadas por una variedad de motivos que incluyen las enfermedades y los traumatismos, son bastante comunes – los médicos realizan más de 200.000 procedimientos de reparación de nervios al año sólo en Estados Unidos. La cirugía más común utiliza tejido nervioso extraído de otra parte del cuerpo para llenar el hueco, pero requiere una cirugía previa para cosechar ese tejido, y puede dar paso a dolores crónicos, una pérdida sensorial u otros problemas en el lugar de la extracción. Un enfoque alternativo requiere el uso de un andamio artificial, generalmente en forma de tubo, que se coloca entre los dos extremos del nervio dañado y sirve de conducto para la regeneración, a menudo con la ayuda de señales bioquímicas que estimulan la regeneración.

Pero los nervios y las lesiones nerviosas a menudo no resultan tan sencillos de tratar, y una tecnología de impresión 3D posibilita el diseño y la fabricación de guías que son más adecuadas para las formas más complejas, dice Michael McAlpine, un profesor de ingeniería mecánica de la Universidad de Minnesota (EEUU). Para demostrar la nueva técnica, McAlpine y sus colaboradores, que incluyen neurocirujanos e ingenieros biomédicos, demostraron en ratas que podían regenerar la estructura original en forma de Y después de cortar y extraer un trozo de 10 milímetros del nervio ciático – incluida la parte donde se bifurca.

Los investigadores emplearon un escáner 3D para grabar informaciones acerca de la geometría del trozo extraído, y utilizaron estos datos para alimentar su impresora personalizada. En un nervio ciático intacto y funcional, la base de la Y contiene una mezcla de fibras nerviosas de funciones motores y sensoriales. Se bifurca en dos ramas que alojan principalmente fibras nerviosas sensoriales, que envían señales al cerebro, o sobre todo neuronas motoras, que envían señales a los músculos. En el interior de la guía de silicona, la impresora deposita cantidades precisas de señales bioquímicas elegidas para fomentar el crecimiento nervioso. Cada rama del nervio bifurcado recibe una señal distinta – una tiene el propósito de estimular el crecimiento de nervios sensoriales y la otra estimula el crecimiento de nervios motrices.

Si la tecnología va a llegar algún día hasta las clínicas, no será esencial disponer del trozo del nervio que falta para poder escanearlo, dice McAlpine, lo que es importante porque muchas lesiones no darían esa opción. En ese caso, un nervio correspondiente del lado opuesto del cuerpo podría servir de sustituto para el proceso de escaneo, explica, o quizás podría haber "bibliotecas" existentes de datos geométricos basados en los nervios procedentes de cadáveres.

La nueva técnica debería considerarse como un punto de partida que "abre la puerta" para el desarrollo de nuevos esquemas de regeneración que aprovechen la impresión 3D para fabricar implantes con formas complejas, dice Xiaofeng Jia, un colaborador del proyecto y un profesor de neurocirugía de la Facultad de Medicina de la Universidad de Maryland (EEUU). Debería ser posible emplear este enfoque para crear diseños bifurcados más complicados y adecuados para otros nervios, dice. Y también es posible que materiales alternativos y esquemas bioquímicos resulten más eficaces a la hora de promover la curación de nervios dañados.

McAlpine dice que el grupo seguirá experimentando con distintos materiales, y en particular le gustaría intentar utilizar un material biodegradable que se disuelva dentro del cuerpo una vez que haya servido su función (ver Innovadores menores de 35: Katarzyna Nawrotek). Calcula que la tecnología podría estar lista para probarse en humanos dentro de entre cinco y diez años.

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