Implantes impresos en 3D para la reconstrucción de defectos en pacientes con tumores de la pared torácica

Un paciente con una lesión tumoral de la pared torácica se somete a una tomografía computarizada con un ancho de paso de menos de 1 mm, luego los ingenieros diseñan un modelo individual para reemplazar el defecto. Mediante una impresora 3D se realiza un modelo a partir de los datos antropométricos del paciente.

La fabricación se realiza mediante impresión 3D sobre un polvo de aleación de titanio certificado para la fabricación de implantes médicos. La tecnología utilizada es un tipo de tecnología SLS (Selective Laser Sintering), fusión láser capa por capa de composiciones de polvo metálico. El proceso de impresión comienza con la división del modelo 3D digital del producto en capas con un espesor de 20 a 100 micras para crear una imagen 2D de cada capa del producto (sección). El formato estándar de la industria es el archivo STL (estereolitografía). Este archivo ingresa a un software especial de la máquina, donde la información es analizada y comparada con las capacidades técnicas de la máquina. Sobre la base de los datos obtenidos, se inicia un ciclo de producción de construcción, que consta de muchos ciclos de construcción de capas individuales del producto.

El ciclo para construir una capa (sección) consta de operaciones típicas:

• aplicar una capa de polvo de un espesor dado a la placa de construcción;
• exploración por un rayo láser de la sección de la capa de producto. El rayo láser es una fuente de calor, bajo cuya influencia las partículas del material se sinterizan a lo largo del perfil de la sección del modelo;
• bajar la plataforma a la profundidad del pozo de construcción en una cantidad correspondiente al espesor de la capa de construcción.

El proceso de construcción de productos tiene lugar en la cámara SLM (Selective Laser Melting) de la máquina, llena de gas inerte argón. Después de la construcción, el producto se retira de la cámara de la impresora y se envía a tratamiento térmico, recocido, para aliviar las tensiones internas y mejorar las propiedades mecánicas. Después del recocido, el producto se separa de la plataforma y se somete a un acabado que combina varios tipos de mecanizado. Las etapas finales del proceso tecnológico son la limpieza del producto y el control técnico de calidad.

La preparación preoperatoria toma un promedio de 14 a 21 días. La siguiente etapa es el tratamiento quirúrgico en la cuantía de la resección de la pared torácica con defecto plástico con un implante individual de titanio. En todos los casos, la estructura de titanio está separada de la cavidad pleural por una placa de poliéster sintético (Dacron) para sellar y prevenir el desarrollo de hernias pulmonares. Las ventajas de los implantes individuales de titanio incluyen la coincidencia precisa del implante con el tamaño y las características del defecto, el modelado individual le permite repetir las características anatómicas del paciente. Este método ayuda a recrear la forma original del cofre y, lo que es más importante, la mitad simétrica y relativamente saludable. Con la ayuda del titanio se elaboran prótesis individualizadas basadas en el modelado 3D, que reducirán la incidencia de complicaciones, acelerarán la rehabilitación y mejorarán la calidad de vida de los pacientes con lesiones tumorales de la pared torácica. El postoperatorio dura de 15 a 30 días.