Especialistas en software CAD en 3D
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El software de Modelado y la Impresión en 3D Aplicada a la Medicina

Los entornos virtuales combinados con la impresión en 3D están eliminando las barreras a la medicina personalizada, desde los procedimientos quirúrgicos hasta las prótesis con capacidad de retroalimentación táctil.

Zoe Glenn es una niña de 13 años de Fort Collins, Colorado, que nació sin un brazo izquierdo. Lleva una prótesis que le permite hacer cosas como llevar la bandeja del almuerzo y satisfacer su pasión por la carpintería. Pero a Glenn le ha costado mucho tolerar sus prótesis. “A lo largo de la escuela primaria, su prótesis, a la que llama Lefty, se calentaba demasiado, pesaba demasiado, era demasiado incómoda“, dice su madre Kristin Glenn. “Así que se la quitaba y la dejaba donde fuera, en la clase de arte, en el almuerzo, en el arenero, en el recreo.”

Un brazo ortopédico impreso a medida en 3D creado por Unlimited Tomorrow
Un brazo ortopédico impreso a medida en 3D creado por Unlimited Tomorrow

En septiembre de 2017, la familia Glenn encontró un vídeo en YouTube con una prótesis robótica impresa en 3D realizada por Unlimited Tomorrow, una empresa de nueva creación con sede en Rhinebeck, Nueva York. Enviaron un correo electrónico al fundador de la compañía, Easton LaChappelle, quien estaba buscando voluntarios. Apenas una semana después, estaban trabajando con él mientras desarrollaba prótesis personalizadas para Glenn y cientos de otros niños.

LaChappelle utilizó un escáner 3D para capturar imágenes y mediciones del encaje del miembro perdido de Glenn, así como las dimensiones de su brazo funcional, hasta la anchura de los dedos. Con sensores biométricos, recolectó datos musculares y luego utilizó el aprendizaje automático y la inteligencia artificial para decodificar lo que su cerebro estaba tratando de decirle a los músculos del brazo. Creó el nuevo brazo utilizando una impresora 3D, impulsada por el software de la empresa francesa de tecnología Dassault Systèmes. El resultado es un brazo ortopédico de alta tecnología y aspecto natural que se adapta a la piel de Glenn incluso hasta las pecas. El brazo y la mano se mueven de acuerdo a las señales electrónicas basadas en sus movimientos musculares. Sorprendentemente, el brazo fue diseñado e impreso en uno segundos.

El software de modelado y la impresión en 3D están abriendo grandes perspectivas en la personalización. Los productos que eran imposibles de fabricar utilizando la fabricación tradicional, como tejidos y órganos. Prótesis personalizadas y productos médicos a medida, ahora pueden ser probados, validados y creados con rapidez y precisión. Los científicos tendrán oportunidades sin precedentes para abordar los desafíos de la sociedad. Los modelos de tejidos y órganos del cuerpo, por ejemplo, proporcionarán información sobre la prevención y el tratamiento de enfermedades.

“Hemos llegado a un punto en el que podemos escanear el cuerpo y tener rápidamente tener una comprensión, a nivel personal, de cómo es ese tejido”, dice Bruce Engelmann, vicepresidente y director de tecnología de SIMULIA, Dassault Systèmes. “También hay suficiente fidelidad en el modelo para personalizarlo y entregarlo en un tiempo razonable, ya sea un día o una hora.”

Los cirujanos también se están volviendo más exigentes. La empresa belga Digital Orthopaedics está utilizando el modelado 3D de Dassault Systèmes para simular cirugías de pie y tobillo antes de los procedimientos actuales. Bruno Ferré, cofundador y director médico de Digital Orthopaedics, dice que los médicos utilizan las simulaciones digitales de la compañía para determinar las mejores opciones de tratamiento, ahorrando tiempo y reduciendo el riesgo de errores o complicaciones.

“Hoy en día, es posible predecir los resultados de una prueba de choque experimental”, dice Ferré. “Debe ser posible predecir también los fracasos quirúrgicos.” La compañía utiliza la plataforma 3DEXPERIENCE de Dassault Systèmes para modelar como sistema de apoyo a la toma de decisiones clínicas para ayudar a analizar los síntomas clínicos, las patologías musculoesqueléticas y otros parámetros personales, y predecir la respuesta del paciente. La tecnología también puede simular la eficacia de implantes y tobillos ortopédicos.

Modelado del pie antes de la cirugía ahorrando tiempo y reduciendo el riesgo de error.
Modelado del pie antes de la cirugía ahorrando tiempo y reduciendo el riesgo de error.

Ferré y sus colaboradores se concentran en los pies, pero confía en que la plataforma de modelado puede utilizarse para apoyar el tratamiento de muchas otras áreas, como la columna vertebral, los hombros y las rodillas. “Este concepto podría ser un gran motor para el futuro de los procedimientos quirúrgicos personalizados”, dice.

En la actualidad, estos modelos virtuales están a la vanguardia de la tecnología, pero si demuestran su valía, pronto podrían convertirse en algo común. “Podría haber un puesto de 3DEXPERIENCE en la consulta de su médico”, dice Reza Sadeghi, director estratégico de BIOVIA, Dassault Systèmes. “El doctor podría escanear un órgano en particular, ejecutar algoritmos y crear un modelo donde puedan probar múltiples medicamentos para evaluar interacciones y efectos secundarios.”

Eso podría ser dentro de muchos años, pero incluso ahora, la impresión y el modelado en 3D están cambiando vidas. Con su nuevo brazo ortopédico, Glenn ahora puede agarrar un huevo sin romperlo, dar un apretón de manos firme y tener las uñas pintadas a juego.

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