Proyecto de Ingeniería Mecánica UAI y Clínica MEDS contribuye a la planificación quirúrgica con tecnología 3D

Javiera Cisternas, estudiante de bioingeniería de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad Adolfo Ibáñez, desarrolló réplicas de vértebras humanas con impresión 3D para la planificación y el ensayo de perforaciones en condiciones semi reales, contribuyendo a una medicina más precisa y el fortalecimiento del capital humano quirúrgico.

Gracias a un convenio con el Centro de Innovación de Clínica MEDS, una joven estudiante de bioingeniería de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad Adolfo Ibáñez (UAI), ejecuta un proyecto de investigación para crear réplicas de vértebras para la planificación quirúrgica de cirugías de alta complejidad. Con apoyo de la imagenología y tecnología 3D, se obtienen piezas de morfología real para simular perforaciones en implantes.

La innovación permite el desarrollo de soluciones eficientes y de bajo costo que permiten mejorar los resultados de las cirugías y fortalecen el talento humano de especialistas.

La ingeniería ha contribuido a la medicina desde tiempos antiguos, pero su influencia y colaboración directa se han intensificado significativamente, particularmente en las últimas décadas. El impacto de la ingeniería en la medicina ha sido revolucionario, esto debido a desarrollos tecnológicos como la nanotecnología, la robótica y la manufactura aditiva. Esta última, más conocida como impresión 3D, ha permitido la creación de implantes y prótesis personalizadas, así como la producción de modelos anatómicos exactos para la planificación quirúrgica.

La estudiante de tercer año de bioingeniería de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad Adolfo Ibáñez, Javiera Cisternas, desarrolló un proyecto de investigación junto con la profesora Paula Rojas, que busca estudiar la impresión 3D de vértebras con diferentes materiales poliméricos que pueden ser una alternativa económica para la planificación quirúrgica, proporcionando modelos de alta calidad para que los médicos cirujanos estudien la anatomía de sus pacientes, antes de aplicar un implante.

“El mayor desafío fue aprender a sintetizar la información aprendida al inicio del proceso y diseñar la estructura de una investigación. Y el mayor aprendizaje fue aprender a recibir otros puntos de vista y apoyo sobre mi investigación”, explica Javiera.

Para la ejecución del proyecto, la joven estudió el diseño computacional de una pieza, vértebra L5, para luego proceder con la impresión y análisis de resultados. Los materiales empleados en la investigación fueron PLA, ABS y PETG. Además del acabado y precisión de las vértebras impresas, se estudiaron las propiedades mecánicas de las muestras fabricadas de manera aditiva, comprobando las diferencias que existen entre la manufactura aditiva y procesos convencionales de fabricación como el moldeo por inyección y la extrusión.

 “A través de esta investigación, Javiera ha aprendido sobre diseño de ingeniería, procesos de manufactura y de vértebras, todo en un solo proyecto, lo que sin duda le ha permitido progresar en su carrera, exponiéndose a un caso real, donde se puede apoyar al cirujano, antes de la operación, con un modelo mejorado e impreso del objeto donde insertará el implante", directora de la carrera de ingeniería civil en mecánica de la Facultad de Ingeniería y Ciencias UAI y profesora guía del proyecto.

Por su parte, Rony Silvestre, Jefe del Laboratorio de Biomecánica de Clínica MEDS, añadió: "El porcentaje de cirugías de alta complejidad corresponde aproximadamente el 30% del total de las cirugías de columna. La planificación quirúrgica con impresión 3D también se aplica a cirugías de rodilla, cadera y tobillo, y tiene un futuro promisorio en la resección de tumores cerebrales, donde la imagen no será suficiente para una planificación. Otras especialidades que usan la Impresión 3D, son la cirugía de tórax y urología, entre otras. En cuanto a la habilidades prácticas, el hecho de tener la posibilidad de practicar una cirugía compleja, como las de columna, haciéndolo en un modelo impreso en 3D, facilitará la adquisición de habilidades motrices que permitirá reducir la curva de aprendizaje de la técnica quirúrgica y por consiguiente reducir los  tiempos quirúrgicos".