Impresión 3D y sus nuevas tendencias

La medicina es el campo del conocimiento en donde más se dan usos innovadores a la impresión 3D, pues se considera un área emergente que en un futuro permitirá sustituir algunos órganos.

La impresión 3D nace de lo que es la fabricación aditiva, que es un proceso basado en la simple idea de convertir un modelo digital en un objeto tridimensional sólido. Por lo que existen diferentes técnicas y tecnologías que se utilizan para este tipo de impresión.

De acuerdo con el maestro Serafín Castañeda Cedeño, de la División de Ingeniería Mecánica e Industrial de la Facultad de Ingeniería de la UNAM, algunas de estas técnicas son la estereolitografía (SLA) que utiliza como material de impresión una resina líquida solidificada bajo el efecto de la luz ultravioleta. También existe la sinterización selectiva por láser (SLS) basada en una fusión de polvos de plástico con un láser.

Asimismo, se conoce la extrusión de un filamento de plástico (FDM), la cual es una de las técnicas más populares en la actualidad, la inyección aglutinante, la técnica de polyjet o material Jetting, que proyecta miles de finas gotas de polímero solidificadas bajo el efecto de un destello de luz, para poder hacer impresiones un poco más sofisticadas.

Los materiales que se pueden ocupar son varios, desde plásticos, algunos metales y en la actualidad la tendencia es utilizar materiales comestibles. Cada uno de éstos se presentan en distintos formatos, por ejemplo, como resinas, filamentos o polvos metálicos.

El ingeniero explica que cada uno de estos materiales se ocupa con diferentes tecnologías, además de que cada día se desarrollan nuevos formatos y materiales para permitir el desarrollo de modelos más resistentes y con una mayor calidad de impresión.

Bioimpresoras

La tendencia de las impresoras 3D en el área de la salud está enfocada principalmente en dos aspectos: lo que son las impresiones con algún material plástico o con algún material metálico y las bioimpresoras. 

Las bioimpresoras permiten crear varias estructuras celulares en una biotinta, la cual se va colocando en capas sobre algunos materiales que le sirven de soporte. La mayoría de estas máquinas se basan en el mismo principio que consiste en depositar capa por capa, como lo hacen las impresoras 3D, para ir generando a través de una jeringa diferentes formas de lo que se quiere imprimir.

“La tendencia es tomar una muestra de los tejidos de las células madre del paciente, estas células se transforman en lo que es la biotinta que se utiliza para la bioimpresión. Se imprime un modelo de estas células, ya diferenciadas para su uso, para luego implantarlas en el cuerpo humano”, explicó el jefe del Departamento de Ingeniería en Sistemas Biomédicos del Centro de Ingeniería Avanzada.

Además, se utiliza un material sólido como andamio para ir formando cada una de las piezas y de los materiales que se vayan generando, y se espera a que se puedan fundir con células ya existentes para poder reemplazarlas en algún órgano que tiene alguna falla.

Aclara que en la actualidad no se imprimen órganos sino sólo conjuntos celulares capaces de realizar los procesos que fallaron en un órgano.

• La bioimpresión es un proceso desarrollado de piel de tejidos en una impresión; hasta ahora se han explorado dos vías importantes. Una es la posibilidad de imprimir piel en 3D directamente en el cuerpo, es decir, depositar células para que después formen parte del organismo y vayan creciendo. La segunda es imprimir tejidos que posteriormente puedan formar parte del cuerpo humano. La tinta es fabricada con diferentes tipos de células epiteliales.

Algunas ventajas del uso de la bioimpresión, comparte el maestro Castañeda Cedeño, es que se tiene menor riesgo de una intervención quirúrgica, ya que no se va a reemplazar completamente todo el órgano, sino se le va a hacer un pequeño implante de aquellas células que están fallando.

Entre las desventajas se encuentran que la tecnología sigue siendo costosa y no ha sido desarrollada al 100%, el tiempo de diseño para poder hacer una pieza o un órgano es muy largo, por lo que en caso de alguna emergencia no sería muy viable: “entonces hay que esperar todos los tipos de diseño y de desarrollo para poderlo implantar y realizar las pruebas”, dijo. 

Otra desventaja es que el tamaño de las piezas es limitado y el riesgo de rechazo puede ser alto si no se consideran los biomateriales que sean compatibles con el cuerpo, concluye.

Algunos ejemplos de lo que se ha realizado con impresión 3D son la elaboración de una mandíbula, algunas piezas de oído, vértebras de titanio e implante craneal.