Una férula hecha con una impresora 3D le salvó la vida a tres chicos

Kaiba, Garret e Ian apenas sumaban dos años cuando una impresora 3D les salvó la vida. Los pequeños nacieron con una rara y grave anomalía en las vías respiratorias. Para sacarlos adelante, tuvieron que abrirles la tráquea y meterles un tubo por el que podían respirar gracias a un ventilador mecánico. Tres años después, los niños ya están en casa. Todo gracias a una férula impresa que creció con ellos hasta que sus diminutos bronquios fueron lo bastante fuertes.

Con un programa de diseño por computadora, la fabricación por capas ofrece la posibilidad de personalizar casi cualquier cosa, un aspecto que la hace muy interesante para la medicina. Pero con los niños hay problema: crecen muy rápido. Para ellos se necesitan objetos que puedan cambiar con el tiempo y adaptarse a su crecimiento. Es la cuarta dimensión o impresión 4D.

Con este enfoque, un grupo de expertos estadounidenses liderados por el profesor de Otorrinolaringología Pediátrica de la Universidad de Michigan (EE.UU.) Glenn Green estuvo ensayando implantes con biomateriales hechos con una impresora 3D. Eligieron un poliéster que se degrada con el paso del tiempo. Los investigadores lo probaron con ratas y cerdos.

Green y sus colegas consiguieron que la Agencia del Medicamento de EE.UU. (FDA) autorizara que ensayaran en niños. Los pequeños habían nacido con traqueobroncomalacia, una anomalía que cierra los bronquios cada vez que respiran. Seleccionaron a tres cuya vida corría mayor peligro. Les hicieron una traqueostomía en el cuello para colocarles un tubo para respirar con ventiladores artificiales. "Aún así sufrían continuos episodios que requerían maniobras de resucitación", añade Green quien, al igual que sus compañeros, ha invertido su dinero en comprobar la eficacia de la impresión 4D para tratar a niños enfermos.

Kaiba tenía solo tres meses cuando le hicieron el implante. Como los otros dos, no salía de la UCI desde que nació. Lo que hicieron los investigadores fue escanear su tráquea para tener una imagen en tres dimensiones del problema. Con esa información pudieron diseñar la férula con las dimensiones necesarias para su caso concreto.

La degradación del material usado a lo largo del tiempo es ideal para los niños con traqueobroncomalacia. El riesgo desaparece a medida que el pequeño crece. A partir de los tres años, los bronquios han recuperado su fuerza y son capaces de hacer su trabajo por si solos. Así que solo se trata de aguantar ese tiempo.

El problema es que, tal y como explican en la revista Science Translational Medicine, no hay datos sobre el ritmo de crecimiento de los bronquios en los niños de tan corta edad. Por eso necesitaban un material que creciera con ellos. Y es otra propiedad de la férula que imprimieron. Agarrada a las paredes exteriores de cada bronquio con sutura, el material siguió la llamada ley cuadrático-cúbica, adaptando su forma y ampliando su volumen a medida que las vías respiratorias se iban agrandando.

A las tres semanas del implante, Kaiba se libró del ventilador y pudo volver a casa. Durante una serie de revisiones, los médicos comprobaron cómo el poliéster primero crecía con los bronquios para, después, ir desapareciendo. Hoy, con tres años y medio, Kaiba ha superado la enfermedad.

El diseño digital y la impresión de biomateriales es cuestión de días. Es el caso de Garret, que apenas tenía 16 meses cuando le hicieron el implante. Tenía afectados los dos bronquios, por lo que necesitó dos férulas. 'Nos reunimos un miércoles, modificamos el programa y creamos el diseño el jueves e imprimimos las férulas el viernes', explica el profesor de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Michigan y responsable de la creación del implante, Scott Hollister.

Con Kaiba habiendo cumplido su sueño de ver en persona a Mickey Mouse, con Garret, el caso más complicado, que solo tiene que conectarse al ventilador cuando se va a cama, o incluso con el pequeño Ian, que acaba de cumplir un año desde el implante, los investigadores creen que su historia puede ser solo el principio de algo más grande.

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