SALUD Y MEDICINA


Válvulas de silicona personalizadas

09/08/2019

CATEGORíA: Avances médicos MARCA: Escuela Técnica de Zúrich

Los científicos de ETH Zurich y la compañía sudafricana Strait Access Technologies están utilizando la impresión 3D para producir válvulas cardíacas artificiales hechas a medida a partir de silicona. Esto podría ayudar a satisfacer la creciente demanda de válvulas cardiacas de reemplazo de una población que envejece.


© ethz.ch

 

 

El corazón humano tiene cuatro cámaras, cada una equipada con una válvula para asegurar el flujo de sangre en una sola dirección. Si alguna de las válvulas del corazón tiene fugas, se estrecha o se distiende (o incluso se rompe), la sangre regresa a los atrios o ventrículos, lo que pone a todo el corazón bajo una presión severa. En el peor de los casos, esto puede provocar arritmia o incluso insuficiencia cardíaca.

 

Dependiendo de la gravedad del defecto, se pueden insertar válvulas cardíacas artificiales para remediar el problema. En las próximas décadas, es probable que la demanda de este tipo de cirugía aumente en muchas partes del mundo debido al envejecimiento de la población, la falta de ejercicio físico y la mala alimentación. Se estima que alrededor de 850,000 personas necesitarán válvulas cardíacas artificiales en 2050.

 

Los investigadores que trabajan en ETH Zurich y la compañía sudafricana SAT han estado buscando una alternativa a las válvulas de reemplazo de corazón actualmente en uso. Y con cierto éxito: han desarrollado una válvula cardíaca artificial hecha de silicona, que se crea en varios pasos utilizando impresoras 3D.

 

El nuevo modelo tiene varias ventajas sobre las válvulas cardíacas convencionales: la válvula cardíaca de silicona se puede adaptar de manera más precisa al paciente, ya que los investigadores determinan primero la forma y el tamaño de la válvula cardíaca con fugas mediante tomografía computarizada o imágenes de resonancia magnética. Esto hace posible imprimir una válvula cardíaca que se adapta perfectamente a la cámara cardíaca del paciente. Los investigadores utilizan las imágenes para crear un modelo digital y una simulación por computadora para calcular de antemano las fuerzas que actúan sobre el implante y su posible deformación. El material utilizado también es compatible con el cuerpo humano, mientras que el flujo de sangre a través de la válvula cardíaca artificial es tan bueno como con las válvulas de reemplazo convencionales.

 

Los cirujanos cardiacos han usado tradicionalmente implantes que consisten en polímeros duros o tejido animal (de vacas o cerdos) combinados con marcos de metal. Para evitar que el cuerpo rechace estos implantes, los pacientes deben tomar inmunosupresores o anticoagulantes de por vida, que tienen importantes efectos secundarios indeseables.

 

Más fácil de hacer

Además, las válvulas de reemplazo convencionales tienen una forma geométrica muy rígida, lo que dificulta que los cirujanos aseguren un cierre hermético entre las nuevas válvulas y el tejido cardíaco. "Las válvulas de reemplazo que se usan actualmente son circulares, pero no coinciden exactamente con la forma de la aorta, que es diferente para cada paciente", dice Manuel Schaffner, uno de los autores principales del estudio y ex alumno de doctorado de André Studart, profesor de Materiales Complejos. a la ETH. Además, la fabricación de válvulas cardíacas artificiales es costosa y requiere mucho tiempo.

 

El nuevo tipo de válvulas cardíacas de silicona soluciona este problema. Los investigadores solo tardan aproximadamente una hora y media en producir una válvula de este tipo con una impresora 3D. Por el contrario, se necesitan varios días hábiles para hacer una válvula cardíaca artificial a mano con material bovino. La producción con impresoras 3D también podría acelerarse: una batería de impresoras podría, por ejemplo, producir docenas o incluso cientos de válvulas todos los días.

 

Primero, los científicos crean una impresión negativa de la válvula. La tinta de silicona se rocía sobre esta impresión en forma de una corona de tres puntas, que forma las aletas delgadas de la válvula. En el siguiente paso, una impresora de extrusión deposita pasta de silicona resistente para imprimir patrones específicos de hilos delgados en su superficie. Estas corresponden a fibras de colágeno que pasan a través de las válvulas naturales del corazón. Los hilos de silicona refuerzan la tapa de la válvula y prolongan la vida útil de la válvula de reemplazo. La raíz del vaso sanguíneo conectado a la válvula cardíaca se imprime utilizando el mismo procedimiento y al final se cubre con un stent en forma de red, que es necesario para conectar la válvula de reemplazo de silicona al sistema cardiovascular del paciente.

 

Más información en www.ethz.ch

 

 

Volver al listado

PUBLICIDAD