SALUD EN 3D Los avances tecnológicos cambiaron nuestras vidas.
En salud, su aporte es inigualable, elevando la esperanza y calidad de vida.
Las impresiones 3D han
abierto un nuevo camino, que puede revolucionar la medicina. Permite diagnósticos
más precisos y tratamientos más eficaces. Con ellas se pueden fabricar audífonos, prótesis, huesos y hasta órganos humanos para transplante, (aún en estudio).
Investigadores del Instituto de Industria (Idel) de la Universidad Nacional de General Sarmiento (UNGS) realizaron un simulador de lesiones de mamas, diseñado especialmente para el tomógrafo por emisión de positrones (MAMMI PET) del Instituto de Oncología Ángel Roffo.
El aparato es único en su tipo en América latina. Obtiene imágenes útiles para la detección precoz de cáncer de mama, y de posibles tumores. Además, permite el seguimiento de tratamientos y recurrencia de la enfermedad.
El cáncer de mama es la primera causa de muerte por tumores en mujeres en la Argentina. Produce al año 5.600 muertes y más de 19.000 nuevos casos, lo que representa un 16,8% del total de incidencia de cáncer en nuestro país, según datos del Instituto Nacional de Cáncer del Ministerio de Salud de la Nación.
El simulador (también llamado “fantoma”) fue construido en el Laboratorio de Ingeniería de la UNGS.
“Es un recipiente cilíndrico, con una capacidad de 1.100 centímetros cúbicos,
que representa el tejido mamario, donde se insertan tubos de distintos
diámetros, llenos de una sustancia radiactiva, que simulan las lesiones” describe
el físico Eduardo Rodríguez, director del área de Ciencias y Tecnologías
Básicas del IdeI. “Con este simulador podemos estudiar las diferentes características de desempeño del tomógrafo, principalmente las relacionadas al límite de detectabilidad de las lesiones, y optimizar los protocolos de adquisición y procesamiento de imágenes”, explica Robledo, quien se desempeña en el área de Física Médica del Centro Oncológico de Medicina Nuclear del Instituto Roffo, dependiente de la Universidad Nacional de Buenos Aires (UBA) y de la CNEA, donde se halla el tomógrafo.
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| El dispositivo, fabricado con una impresora 3D por los investigadores
del IDEI, consiste en un recipiente que se llena con agua pura y con un compuesto de fluorodesoxiglucosa, el mismo contraste radioactivo que se utiliza en los pacientes |
La concentración de los líquidos es lo que diferencia a un tejido sano de uno enfermo y permite conocer cómo mide el tomógrafo y simular distintas lesiones.
En el desarrollo,
el desafío era extremo.
El dispositivo debía ser transparente a la radiación, sin absorberla luego del uso.
“Los materiales de construcción tenían que presentar una mínima absorción de la radiación. Era crucial que el dispositivo no tuviera ningún escape de líquido y tenía que poder llenarse y armarse lo más rápido posible para minimizar el tiempo de exposición a la radiación. Además de ser durable y reproducible” explica Rodríguez.
Al diseñar el fantoma fue necesario que los investigadores del IdeI y los estudiantes de la UNGS aprendieran el manejo del tomógrafo y su incidencia sobre los diferentes tipos de plástico evaluados para construirlo.
“Al material que utilizamos para la
construcción del simulador (ácido poliláctico) le hicimos pruebas de absorción
de radiación. Demoramos dos meses y medio para el diseño, la construcción y las
pruebas de confiabilidad. Logramos un dispositivo seguro, a medida, una pieza
única dada la especificidad del tomógrafo”, cuenta el ingeniero
electromecánico Maximiliano Véliz, investigador docente del IdeI. En el IdeI trabajan en métodos y desarrollos de dispositivos didácticos para la enseñanza y el aprendizaje de la ciencia y la tecnología en general. En particular, serán utilizados en las carreras de ingeniería. “Nos apoyamos en el uso de las nuevas tecnologías de la información y la comunicación, de nuevos equipamientos para la toma y el análisis de datos y también de las denominadas tecnologías emergentes”, relata Rodríguez.
Los científicos de la UNGS desarrollaron además, el vaso de una centrífuga, que se usa para separar los componentes de la sangre. Ante la rotura de uno de ellos, el hospital debía comprar a un proveedor que obligaba a importar los seis vasos de la misma.
"Esto se logra a través de múltiples y
complejos procesos, entre ellos la promoción de la donación de sangre, la
atención a los donantes, el procesamiento de la sangre y el cuidado de la
cadena de frío, el análisis serológico y molecular de la sangre y su
distribución”, explica Silvina Kuperman, jefa del Centro Regional de
Hemoterapia y directora del Banco Público de Referencia Nacional de Sangre de
Cordón Umbilical del Garrahan. Cuando el hospital hace campañas de donación de sangre, tienen sólo ocho horas para procesar las bolsas. El banco de sangre es como una fábrica que funciona las 24 horas.
Al romperse uno de los vasos que
sostiene las bolsas, fue necesario quitar el opuesto, para que la máquina quede
balanceada, reduciendo un 33 % la cantidad de sangre a procesar. El objetivo del proyecto fue reemplazar el recipiente roto para recuperar el nivel de producción de la centrífuga.
Los técnicos del Laboratorio de Ingeniería de la UNGS, Andrés Mazzola y Miguel Balderrama, imprimieron un primer recipiente, que luego se ajustó para cumplir con las características necesarias.
“Hicimos con la impresora 3D una réplica
casi exacta del recipiente original. Se necesitaba que tuviera las mismas
dimensiones que el original y, algo importante, el mismo peso, ya que de esto
dependía el funcionamiento estable de la centrífuga, que debe rotar con un gran
equilibrio a alta velocidad”, cuenta Rodríguez. “Lo hicimos de ABS,(acrilonitrilo-butadieno-estireno), un material termoplástico que se usa comúnmente en las impresoras 3D. Lo que no se sabía era si iba a resistir girar a 4.000 revoluciones por minuto. A esa velocidad el recipiente está sometido a fuerzas que son unas 400 veces mayores que su propio peso. Las pruebas en la centrífuga fueron óptimas, y, tras varios meses, el recipiente continúa en uso en el banco de sangre”, agrega Rodríguez.
“Con este desarrollo pudo disponerse de un repuesto en forma rápida y evitar las demoras que conlleva el proceso de importación, de aproximadamente 90 días”, finaliza Kuperman.
Rodríguez, explica: “En una semana restituimos el ritmo de producción, ya que la baja había obligado al personal a hacer horas extras y a ir los sábados y domingos cuando había campañas”.
“Nosotros, que también estamos en una institución pública, sabemos sobre la burocracia y la demora que puede implicar la importación de estas cosas, por más que representen poco dinero”, agrega el doctor en física Rodríguez.
La impresión del recipiente fue el primer paso de un camino de cooperación y transferencia de conocimientos entre la UNGS y el Hospital Garrahan para el desarrollo de equipamiento de uso médico, en entrenamiento, y servicios a los pacientes.
Ahora los investigadores y
especialistas de ambas instituciones trabajan en la creación de un simulador de
cordón umbilical para prácticas de obtención de células madre y en el
desarrollo de un molde para la fabricación de prótesis personalizadas para ser utilizadas
en craneoplastías. UNGS-IdeI- Agosto 2016
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