La paciente fue operada en el Hospital de Niños Doctor Roberto del Río, en Santiago, por un equipo de especialistas que planificó, ensayó y ejecutó el procedimiento utilizando reproducciones exactas de sus estructuras óseas y órganos, las cuales fueron fabricadas en la Universidad de Valparaíso con un polímero sintético cuya textura se asemeja a la de los tejidos humanos.
Una niña de dos años se convirtió en la paciente más nueva en ser sometida en Chile a una intervención quirúrgica de alto riesgo que fue planificada, ensayada y ejecutada con apoyo de modelos anatómicos personalizados y a escala real generados mediante impresión 3D. La operación duró casi cuatro horas y en ella se le extrajo con éxito un tumor de grandes dimensiones que tenía alojado en el tórax y le impedía respirar con normalidad. Cinco días después fue dada de alta y hoy se recupera en forma satisfactoria.
La niña estaba internada en el Hospital Carlos van Buren de Valparaíso, pero debió ser trasladada hasta el Hospital de Niños Doctor Roberto del Río, en Santiago. Allí fue operada por los cirujanos pediátricos José Manuel Campos Varas y Sebastián Feuerhake Larraín, ambos de ese centro asistencial, y Matías Garrido Flores, del Van Buren, quienes contaron con el respaldo de un equipo de cardiocirujanos que, afortunadamente, no tuvo la necesidad de participar en la intervención.
Los especialistas planificaron, ensayaron y ejecutaron el procedimiento utilizando reproducciones físicas exactas —en tamaño y con las características y alteraciones propias— de los órganos y huesos situados en el tórax de la niña, las cuales fueron elaboradas con un polímero sintético cuya textura es similar a la de los tejidos humanos, gracias a una tecnología que permite transformar imágenes médicas en dos dimensiones —obtenidas a través de un escáner o una resonancia magnética— en prototipos en tres dimensiones fabricados en una impresora 3D.
Estos modelos fueron desarrollados por diseñadores e ingenieros del FabLab de la Universidad de Valparaíso, en alianza con investigadores del Centro Interdisciplinario de Investigación Biomédica e Ingeniería para la Salud (MEDING UV), a petición del propio doctor Garrido, médico tratante de la paciente y docente de la Escuela de Medicina de esta casa de estudios, quien desde hace varios años trabaja en la creación de órganos artificiales para salvar la vida de niños con malformaciones congénitas.
Ventajas
Si bien esta no es la primera vez que en nuestro país se opera a una persona utilizando como referencia un conjunto de modelos anatómicos diseñados y fabricados en una impresora 3D, para el especialista de la UV este caso viene a consolidar el uso de una tecnología que de a poco se ha ido transformando en un pilar de la planificación quirúrgica, ya que —en su opinión— permite a los cirujanos y a los equipos de salud abordar los procedimientos con mayor precisión y seguridad, lo que a su vez contribuye a reducir los tiempos intraoperatorios y, por cierto, a la recuperación de quienes se someten a este tipo de cirugías.
“En casos como este, que implican la presencia de tumores sólidos que suelen distorsionar la anatomía del paciente, no podemos recurrir a los libros de medicina. La utilización de modelos personalizados en 3D es entonces de gran ayuda, ya que posibilita entender mejor cuál es el problema, conocer previamente en qué estado se encuentran los tejidos afectados y los riesgos o las dificultades con los que uno se podría topar durante una cirugía. Así, uno puede decidir dónde es mejor hacer las incisiones. Lo anterior es difícil de suponer con solo ver las imágenes de un escáner o basarse en fotografías de casos previos disponibles. Además, también facilita entender con mayor claridad en qué consistirá la operación tanto al resto del equipo médico como a los familiares”, afirma Matías Garrido.
Operación exitosa
Para los cirujanos José Manuel Campos y Sebastián Feuerhake, en tanto, la utilización de modelos anatómicos en 3D son cada vez más necesarios y relevantes al momento de planificar una cirugía.
Ambos aseguran que los modelos en tres dimensiones les permitieron preparar mejor la intervención de la niña a la que le extirparon el tumor con los demás profesionales que participaron en ella (anestesista, instrumentista, enfermera y técnicos de pabellón), ya que el empleo de estos prototipos facilitó la comunicación. “Al momento de operar, todos conocían con claridad la anatomía de la paciente, dónde estaban sus estructuras óseas y órganos, su tamaño y ubicación en relación con el tumor, y cada una de las etapas de la cirugía”, precisa el doctor Campos, quien lideró la operación.
Por su parte, el doctor Feuerhake añade que haber contado con estas impresiones les permitió reducir los tiempos intraoperatorios, facilitó el trabajo en equipo y la colaboración entre los dos hospitales. Esta cercanía también se logró con los familiares de la niña, a quienes los especialistas les explicaron, con la ayuda de los prototipos, cómo iba a ser la cirugía. “Esto les permitió comprender mejor qué haría el equipo médico y los riesgos implícitos en el procedimiento”, dice el médico.
En cuanto a la operación propiamente tal, los cirujanos revelan que lograron resecar el tumor haciendo una incisión entre las costillas del lado derecho del tórax de la paciente.
“El tumor era tan grande que, a pesar de haber hecho una apertura amplia, había muy poca visibilidad de las estructuras dentro del tórax, lo que aumentaba el riesgo de dañarlas. Aquí es donde nos ayudó el modelo 3D. Finalmente, la cirugía fue un éxito: la paciente fue dada de alta al quinto día de la operación y se recupera sin complicaciones. Una de las cosas que más nos alegró fue que ella dejó de usar la máquina para respirar inmediatamente después de la cirugía. Muchas veces, en estos casos, cuando el pulmón ha estado colapsado por años, este beneficio lo vemos en semanas o meses”, asegura el doctor Campos.
Desarrollo tecnológico
Los modelos anatómicos en 3D se utilizan desde hace más de una década a nivel mundial y poco a poco se han convertido en una herramienta accesible, útil e innovadora para la medicina, tanto en el ámbito clínico (planificación de cirugías y desarrollo de prótesis, principalmente) como en educación médica y en la comunicación médico-paciente. En Chile, estos prototipos se comenzaron a emplear en forma sistemática a partir de 2020.
Los modelos anatómicos utilizados en la operación realizada en el Hospital de Niños Doctor Roberto de Río fueron creados en el FabLab de la Facultad de Ingeniería de la UV, unidad que lidera el doctor Alejandro Weinstein.
El proceso comenzó con una reunión entre los encargados de la parte clínica y la parte técnica, el cirujano pediátrico Matías Garrido, quien además es colaborador del Centro MEDING y docente de la Escuela de Medicina de la UV, y el coordinador de Desarrollo de Proyectos del FabLab UV, Víctor Contreras, respectivamente.
Esta labor consideró, entre otras cosas, el traspaso de imágenes de tomografía computarizada en 2D a un modelo anatómico en 3D de la paciente a escala real, con el objetivo de obtener un modelo funcional y fiel a la anatomía de la paciente.
“El proceso se dividió en dos partes. La primera fue la segmentación de la anatomía, que implica la preparación del modelo mediante un proceso de iteración junto al equipo clínico para comprobar la funcionalidad y la precisión del modelo en relación con la anatomía real de la tomografía computarizada. La segunda parte, en tanto, correspondió a la de impresión. En este caso utilizamos un material biodegradable llamado PLA, en diferentes colores, con el objetivo de diferenciar mejor las distintas regiones anatómicas. Debido a la urgencia del caso, este proyecto se completó en un tiempo aproximado de 72 horas”, explica el estudiante del magíster en Ingeniería Biomédica y ayudante del Fablab UV, Javier Díaz.
El rol de Díaz fue trascendental en esta colaboración, dada su experiencia en el traspaso de imágenes de tomografía a objetos tridimensionales. “Durante mi práctica profesional, tuve la oportunidad de apoyar la planificación quirúrgica en el Hospital de Puerto Montt, capacitando a cirujanos maxilofaciales en el uso de impresión 3D para planificación quirúrgica. Esta experiencia también me llevó a generar un emprendimiento vinculado a la impresión de modelos anatómicos 3D para planificación quirúrgica”, acota.
Proyección
El director alterno del Centro de Excelencia MEDING UV y director del programa de Doctorado en Ciencias e Ingeniería para la Salud que imparte la Universidad de Valparaíso, Sebastián San Martín, dio cuenta de la proyección que tiene esta tecnología para ser utilizada a partir de ahora en nuevas cirugías.
“En virtud del éxito alcanzado y gracias a la experiencia del equipo del FabLab UV, como institución estamos en condiciones de poner a disposición de nuestros colegas clínicos y los servicios de salud del país una tecnología que permitirá abordar de otra forma la planificación de cirugías complejas, en las cuales los modelos creados podrán orientar el trabajo previo a dichos procedimientos”, advierte San Martín.
En efecto, esta colaboración se materializó también en la creación de un conjunto de modelos anatómicos en 3D que fueron diseñados para ser utilizados en la planificación de una nueva intervención quirúrgica de alto riesgo que, en los próximos días, se le practicará a un niño de catorce años en el Hospital Carlos van Buren, bajo la dirección del doctor Matías Garrido.
“Queremos aprovechar al máximo el potencial de esta tecnología y avanzar incluso hacia la impresión de estructuras tridimensionales a las que se pueden incorporar células y componentes biocompatibles con el paciente, mediante Bioimpresoras 3D”, concluye el director alterno del Centro de Excelencia MEDING UV.
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