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Nueva técnica de impresión 3D permitirá imprimir estructuras dentro del cuerpo humano

Ingrid Consuelo Silva 14 diciembre, 2023 1937

La impresión 3D se posiciona como la nueva técnica que permite cirugías o tratamientos quirúrgicos no invasivos, te contamos todo lo que debes saber.

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Nueva técnica de impresión 3D permitirá imprimir estructuras dentro del cuerpo humano

Esta técnica de impresión 3D permitirá imprimir estructuras dentro del cuerpo humano sin abrirlo.

El equipo de investigadores desarrolló una nueva forma de imprimir estructuras tridimensionales dentro del cuerpo de animales sin intervenciones quirúrgicas a partir de frecuencias ultrasónicas.

La técnica se llama Impresión Volumétrica Acústica de Penetración Profunda (DAVP, por sus siglas en inglés).

Así, según el artículo publicado en Science, la base del procedimiento es una tinta viscoelástica especial que se activa con ultrasonidos focalizados de alta intensidad (sonotinta). 

La exposición de la tinta al ultrasonido permite darle forma a voluntad.

¿Tinta de impresión? Debido a que  la tinta responde a las ondas sonoras en lugar de a la luz, se puede utilizar en tejidos profundos con fines biomédicos que van desde la curación de huesos hasta la reparación de válvulas cardíacas:

“Los impresores crean prototipos de dispositivos médicos, diseñan dispositivos electrónicos flexibles y livianos e incluso diseñan tejidos utilizados en la curación de heridas. Sin embargo, muchas de estas técnicas de impresión implican construir el objeto punto por punto en un proceso lento y arduo que a menudo requiere una plataforma de impresión robusta”.

En ese sentido, Y. Shrike Zhang, bioingeniero asociado del Brigham and Women’s Hospital y profesor asociado de la Facultad de Medicina de Harvard, y Junjie Yao, profesor asociado de ingeniería biomédica en Duke, han desarrollado un nuevo método de impresión llamado impresión volumétrica acústica de penetración profunda, o DVAP, que resuelve estos problemas.

impresion de organos

Impresión 3D con tinta especializada, una tecnología por investigar

Esta nueva técnica implica una tinta especializada que reacciona a las ondas sonoras en lugar de a la luz, lo que les permite crear estructuras biomédicamente útiles a profundidades de tejido sin precedentes como explican los investigadores:

“DVAP se basa en el efecto sonotérmico, que se produce cuando las ondas sonoras se absorben y aumentan la temperatura para endurecer nuestra tinta“, explicó Yao, quien diseñó la tecnología de impresión por ultrasonidos para DVAP. “Las ondas de ultrasonido pueden penetrar más de 100 veces más profundamente que la luz, mientras están confinadas espacialmente, por lo que podemos llegar a tejidos, huesos y órganos con una alta precisión espacial que no ha sido posible alcanzar con métodos de impresión basados en luz”.

El primer componente de DVAP implica una tinta sonicada, llamada sono-tinta, que es una combinación de hidrogeles, micropartículas y moléculas diseñadas para reaccionar específicamente a las ondas de ultrasonido. 

Una vez que la tinta sono llega al área objetivo, una sonda de impresión por ultrasonido especializada envía ondas de ultrasonido enfocadas a la tinta, endureciendo partes de ella en estructuras intrincadas. 

Estas estructuras pueden variar desde un armazón hexagonal que imita la dureza del hueso hasta una burbuja de hidrogel que se puede colocar sobre un órgano:

“La tinta en sí es un líquido viscoso, por lo que se puede inyectar en un área específica con bastante facilidad y, a medida que se mueve la sonda de impresión por ultrasonido, los materiales de la tinta se unirán y endurecerán. Una vez hecho esto, puedes eliminar cualquier resto de tinta que no se haya solidificado con una jeringa”.

¿Cómo funciona la impresión 3D?

Los diferentes componentes de la tinta sono para la impresión 3D, permiten a los investigadores ajustar la fórmula para una amplia variedad de usos:

“Por ejemplo, si quieren crear una estructura para ayudar a curar un hueso roto o compensar la pérdida ósea, pueden agregar partículas minerales óseas a la tinta. Esta flexibilidad también les permite diseñar la fórmula endurecida para que sea más duradera o degradable, según su uso. Incluso pueden ajustar los colores de su impresión final”.

Yu Shrike Zhang, coautor del estudio y bioingeniero del Hospital Brigham and Woman’s de Harvard dijo:

“La tinta en sí es un líquido viscoso, por lo que se puede inyectar en un área específica con bastante facilidad y, a medida que mueve la sonda de impresión de ultrasonido, los materiales de la tinta se unirán y se endurecerán”.

Así se probó la técnica de impresión 3D

El equipo realizó tres pruebas como prueba de concepto de su nueva técnica de impresión 3D. El primero implicó usar tinta para sellar una sección en el corazón de una cabra. Cuando un ser humano tiene fibrilación auricular no valvular, el corazón no latirá correctamente, lo que provocará que la sangre se acumule en el órgano:

“El tratamiento tradicional a menudo requiere una cirugía a tórax abierto para sellar el apéndice auricular izquierdo y reducir el riesgo de coágulos sanguíneos y ataques cardíacos”.

En cambio, el equipo utilizó un catéter para administrar su tinta sonora al apéndice auricular izquierdo en un corazón de cabra que se colocó en una cámara de impresión.

La sonda de ultrasonido emitió ondas de ultrasonido enfocadas a través de 12 mm de tejido, endureciendo la tinta sin dañar ninguno de los órganos circundantes:

“Una vez que se completó el proceso, la tinta se adhirió de forma segura al tejido del corazón y fue lo suficientemente flexible como para soportar movimientos que imitaban los latidos del corazón”.

A continuación, se probó el potencial del uso de DVAP para la reconstrucción y regeneración de tejidos.

“Después de crear un modelo de defecto óseo utilizando una pierna de pollo, el equipo inyectó tinta sono y la endureció a través de 10 mm de capas de muestra de piel y tejido muscular. El material resultante se adhirió perfectamente al hueso y no afectó negativamente a ninguno de los tejidos circundantes”.

impresion 3d

Impresión 3D: aún falta mucho por conocer…

Yao y Zhang demostraron que DVAP también podría usarse para la administración de fármacos terapéuticos. En su ejemplo, agregaron un fármaco de quimioterapia común a su tinta, que aplicaron a una muestra de tejido hepático. Usando su sonda, endurecieron la tinta sono en hidrogeles que liberaron lentamente la quimioterapia y se difundieron en el tejido hepático.

“Todavía estamos lejos de llevar esta herramienta a la clínica, pero estas pruebas reafirmaron el potencial de esta tecnología.” Debido a que podemos imprimir a través de tejido, esto permite muchas aplicaciones potenciales en cirugía y terapia que tradicionalmente involucran métodos muy invasivos y disruptivo. Este trabajo abre una nueva e interesante vía en el mundo de la impresión 3D y estamos entusiasmados de explorar juntos el potencial de esta herramienta”.

La impresión 3D se trata de una técnica experimental que podría ser clave para la realización de nuevos procedimientos médicos en humanos que eviten cirugías menores o técnicas invasoras.

Te recomendamos: ¿Cómo dejar de roncar? 5 consejos de los especialistas

Finalmente, las investigaciones respecto a la impresión 3D continúan y se espera que pronto se puedan lograr más avances con esta tecnología.

Con información de: Revista Science, Wired y PrintingDesign

Fotografía: Impresión 3D y Naukas

Nueva técnica de impresión 3D permitirá imprimir estructuras dentro del cuerpo humano

Nueva técnica de impresión 3D permitirá imprimir estructuras dentro del cuerpo humano.

La impresión 3D se posiciona como la nueva técnica que permite cirugías o tratamientos quirúrgicos no invasivos, te contamos todo lo que debes saber.

También te sugerimos: ¿Hombres que resuelven? Existe la terapia de pareja

Nueva técnica de impresión 3D permitirá imprimir estructuras dentro del cuerpo humano

Esta técnica de impresión 3D permitirá imprimir estructuras dentro del cuerpo humano sin abrirlo.

El equipo de investigadores desarrolló una nueva forma de imprimir estructuras tridimensionales dentro del cuerpo de animales sin intervenciones quirúrgicas a partir de frecuencias ultrasónicas.

La técnica se llama Impresión Volumétrica Acústica de Penetración Profunda (DAVP, por sus siglas en inglés).

Así, según el artículo publicado en Science, la base del procedimiento es una tinta viscoelástica especial que se activa con ultrasonidos focalizados de alta intensidad (sonotinta). 

La exposición de la tinta al ultrasonido permite darle forma a voluntad.

¿Tinta de impresión? Debido a que  la tinta responde a las ondas sonoras en lugar de a la luz, se puede utilizar en tejidos profundos con fines biomédicos que van desde la curación de huesos hasta la reparación de válvulas cardíacas:

“Los impresores crean prototipos de dispositivos médicos, diseñan dispositivos electrónicos flexibles y livianos e incluso diseñan tejidos utilizados en la curación de heridas. Sin embargo, muchas de estas técnicas de impresión implican construir el objeto punto por punto en un proceso lento y arduo que a menudo requiere una plataforma de impresión robusta”.

En ese sentido, Y. Shrike Zhang, bioingeniero asociado del Brigham and Women’s Hospital y profesor asociado de la Facultad de Medicina de Harvard, y Junjie Yao, profesor asociado de ingeniería biomédica en Duke, han desarrollado un nuevo método de impresión llamado impresión volumétrica acústica de penetración profunda, o DVAP, que resuelve estos problemas.

impresion de organos

Impresión 3D con tinta especializada, una tecnología por investigar

Esta nueva técnica implica una tinta especializada que reacciona a las ondas sonoras en lugar de a la luz, lo que les permite crear estructuras biomédicamente útiles a profundidades de tejido sin precedentes como explican los investigadores:

“DVAP se basa en el efecto sonotérmico, que se produce cuando las ondas sonoras se absorben y aumentan la temperatura para endurecer nuestra tinta“, explicó Yao, quien diseñó la tecnología de impresión por ultrasonidos para DVAP. “Las ondas de ultrasonido pueden penetrar más de 100 veces más profundamente que la luz, mientras están confinadas espacialmente, por lo que podemos llegar a tejidos, huesos y órganos con una alta precisión espacial que no ha sido posible alcanzar con métodos de impresión basados en luz”.

El primer componente de DVAP implica una tinta sonicada, llamada sono-tinta, que es una combinación de hidrogeles, micropartículas y moléculas diseñadas para reaccionar específicamente a las ondas de ultrasonido. 

Una vez que la tinta sono llega al área objetivo, una sonda de impresión por ultrasonido especializada envía ondas de ultrasonido enfocadas a la tinta, endureciendo partes de ella en estructuras intrincadas. 

Estas estructuras pueden variar desde un armazón hexagonal que imita la dureza del hueso hasta una burbuja de hidrogel que se puede colocar sobre un órgano:

“La tinta en sí es un líquido viscoso, por lo que se puede inyectar en un área específica con bastante facilidad y, a medida que se mueve la sonda de impresión por ultrasonido, los materiales de la tinta se unirán y endurecerán. Una vez hecho esto, puedes eliminar cualquier resto de tinta que no se haya solidificado con una jeringa”.

¿Cómo funciona la impresión 3D?

Los diferentes componentes de la tinta sono para la impresión 3D, permiten a los investigadores ajustar la fórmula para una amplia variedad de usos:

“Por ejemplo, si quieren crear una estructura para ayudar a curar un hueso roto o compensar la pérdida ósea, pueden agregar partículas minerales óseas a la tinta. Esta flexibilidad también les permite diseñar la fórmula endurecida para que sea más duradera o degradable, según su uso. Incluso pueden ajustar los colores de su impresión final”.

Yu Shrike Zhang, coautor del estudio y bioingeniero del Hospital Brigham and Woman’s de Harvard dijo:

“La tinta en sí es un líquido viscoso, por lo que se puede inyectar en un área específica con bastante facilidad y, a medida que mueve la sonda de impresión de ultrasonido, los materiales de la tinta se unirán y se endurecerán”.

Así se probó la técnica de impresión 3D

El equipo realizó tres pruebas como prueba de concepto de su nueva técnica de impresión 3D. El primero implicó usar tinta para sellar una sección en el corazón de una cabra. Cuando un ser humano tiene fibrilación auricular no valvular, el corazón no latirá correctamente, lo que provocará que la sangre se acumule en el órgano:

“El tratamiento tradicional a menudo requiere una cirugía a tórax abierto para sellar el apéndice auricular izquierdo y reducir el riesgo de coágulos sanguíneos y ataques cardíacos”.

En cambio, el equipo utilizó un catéter para administrar su tinta sonora al apéndice auricular izquierdo en un corazón de cabra que se colocó en una cámara de impresión.

La sonda de ultrasonido emitió ondas de ultrasonido enfocadas a través de 12 mm de tejido, endureciendo la tinta sin dañar ninguno de los órganos circundantes:

“Una vez que se completó el proceso, la tinta se adhirió de forma segura al tejido del corazón y fue lo suficientemente flexible como para soportar movimientos que imitaban los latidos del corazón”.

A continuación, se probó el potencial del uso de DVAP para la reconstrucción y regeneración de tejidos.

“Después de crear un modelo de defecto óseo utilizando una pierna de pollo, el equipo inyectó tinta sono y la endureció a través de 10 mm de capas de muestra de piel y tejido muscular. El material resultante se adhirió perfectamente al hueso y no afectó negativamente a ninguno de los tejidos circundantes”.

impresion 3d

Impresión 3D: aún falta mucho por conocer…

Yao y Zhang demostraron que DVAP también podría usarse para la administración de fármacos terapéuticos. En su ejemplo, agregaron un fármaco de quimioterapia común a su tinta, que aplicaron a una muestra de tejido hepático. Usando su sonda, endurecieron la tinta sono en hidrogeles que liberaron lentamente la quimioterapia y se difundieron en el tejido hepático.

“Todavía estamos lejos de llevar esta herramienta a la clínica, pero estas pruebas reafirmaron el potencial de esta tecnología.” Debido a que podemos imprimir a través de tejido, esto permite muchas aplicaciones potenciales en cirugía y terapia que tradicionalmente involucran métodos muy invasivos y disruptivo. Este trabajo abre una nueva e interesante vía en el mundo de la impresión 3D y estamos entusiasmados de explorar juntos el potencial de esta herramienta”.

La impresión 3D se trata de una técnica experimental que podría ser clave para la realización de nuevos procedimientos médicos en humanos que eviten cirugías menores o técnicas invasoras.

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Finalmente, las investigaciones respecto a la impresión 3D continúan y se espera que pronto se puedan lograr más avances con esta tecnología.

Con información de: Revista Science, Wired y PrintingDesign

Fotografía: Impresión 3D y Naukas

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