Resumen

Los beneficios de la impresión en 3D en la medicina es un gran paso para el sector salud, ya que puede encontrar la solución más efectiva para las enfermedades que visiblemente son difíciles de detectar. El sistema 3D se toma un scaner (como radiografia) del organismo a revisar (lo que actualmente se le llama resonancia magnética) pero con ese scaner sólo es la parte afectada, con el software especializado se observa como será la imagen para de ahí enviarla a la impresora que en lugar de utilizar tinta utiliza filamentos que realizan físicamente lo que se va a estudiar.

En otros países de Europa como Estados Unidos han incrementado este tipo de sistema para salvar a personas que difícilmente encuentran la solución a su problema de salud.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Hoy día en nuestra sociedad tenemos grandes problemas por resolver  para mejorar la calidad de vida, principalmente en el ámbito de la salud y la educación.

La tecnología avanza día a día y ayuda a la vida del ser humano, hoy por hoy la medicina tiene muchas opciones para que cualquier problema de salud sea tratado de manera eficaz y rápidamente, este es el caso de la impresión en 3ª Dimensión.

Antecedentes

Los beneficios de la impresión en 3D en la medicina es una gran herramienta ya que puede detectar de una forma más real, ya que con el software para esta impresión muestra más detalladamente el organismo y se puede detectar de una forma más eficaz la deformidad o la enfermedad que tiene el cuerpo, por lo mismo en países europeos como en Estados Unidos han podido utilizar esta tecnología para salvar vidas.

En la medicina es un gran avance porque se han realizado operaciones de corazón para eliminar deficiencias, así como observar las deformaciones de parte del organismo del cuerpo.

El inicio de la impresión 3D inició en 1976, cuando fue creada la impresora de inyección de tinta.

En 1984 se realizan adaptaciones sobre este concepto de inyección de tinta a la impresión con diferentes materiales, a lo largo del tiempo ha existido una gran variedad en la aplicación de la tecnología de la impresión.

Unos años mas tarde, el cofundador de 3D Systems, inventa la estereolitografía Charles Hulls inventa la estereolitografía, un proceso de impresión que permite que un Objeto en 3D se cree a partir de datos digitales. Se utiliza la tecnología para crear un modelo 3D a partir de una imagen y permite que los usuarios prueben un diseño antes de que este invierta en la fabricación del modelo definitivo.

1992 – FABRICACIÓN DE PROTOTIPOS CAPA POR CAPA

La primera máquina de impresión 3D del tipo SLA (estereolitográfico) en el mercado, fue desarrollada por la empresa 3D Systems. El funcionamiento básico de esta máquina consiste en que un láser UV va solidificando un fotopolímero, un líquido con la viscosidad y color parecido al de la miel, el cual va fabricando partes tridimensionales capa por capa. A pesar de la imperfección, de sobra se demuestra que piezas altamente complejas podían ser fabricadas por la noche.

1999 – ÓRGANOS DE INGENIERÍA TRAEN NUEVOS AVANCES EN MEDICINA

El primer órgano criado en laboratorio que se implementó en humanos fue un aumento de la vejiga urinaria utilizando recubrimiento sintético con sus propias células.

La tecnología utilizada por los científicos del Instituto de Wake Forest de Medicina Regenerativa, abrió las puertas al desarrollo de otras estrategias para los órganos de la ingeniería, el cual pasaba por la impresión de los mismos. Debido a que están fabricadas con células propias del paciente, el riesgo de rechazo es prácticamente nulo.

2002 – UN RIÑÓN 3D EN FUNCIONAMIENTO

Los científicos diseñan un riñón en miniatura completamente funcional y con la capacidad de filtrar sangre y producir orina diluida en un animal.

El desarrollo llevó a la investigación en el Instituto de Wake Forest de Medicina Regenerativa el objetivo de imprimir los organos y tejidos con tecnología de impresión 3D.

2009 – DE CELULAS A VASOS SANGUÍNEOS.

Llega la bio-impresión, con la tecnología del Dr. Gabor Forgacs, que utiliza una bio-impresora 3D para imprimir el primer vaso sanguíneo.

2012 – PRIMER IMPLANTE DE PRÓTESIS DE MANDÍBULA IMPRESA EN 3D.

Doctores e ingenieros holandeses trabajan con una impresora 3D especialmente diseñada por la empresa LayerWise, la cual permite imprimir prótesis de mandíbulas personalizadas. Este grupo ha podido implantar una mandíbula a una mujer de 83 años de edad que sufría una infección de hueso crónica. Esta tecnología se está estudiando más profundamente con el objetivo de poder promover el crecimiento de nuevo tejido óseo.

Huesos impresos en 3D

Un paciente en EEUU se sometió a una cirugía radical, en la cual el 75% de su cráneo fue sustituido por un implante impreso en 3D realizado en un material no solo biocompatible, sino también semejante al hueso.  Por otro lado, una mujer de 83 años recibió el año pasado el primer implante de mandíbula de titanio fabricado con una impresora 3D.

La impresión 3D puede ser también la esperanza de muchos bebés que nacen con traqueobronquiomalacia, una anomalía congénita que se produce en uno de cada 2100 recién nacidos y que consiste en una debilidad de las paredes de la tráquea, produciendo colapsos durante la respiración o cuando tosen, y que frecuentemente se diagnostica erróneamente como asma. Recientemente, salió a la luz una esperanzadora noticia en un portal de medicina: el caso de un bebé que, a pesar de vivir con un ventilador mecánico, debía ser resucitado cada día debido a esta enfermedad. El Instituto de Biología Genómica (IGB por sus siglas en ingĺés) de la Universidad de Michigan desarrolló una férula impresa en 3D, que fue cosida alrededor del tubo de traqueotomía de la niña para expandir sus vías respiratorias y ofrecer un soporte al crecimiento del tejido. Este soporte está fabricado en un material que permitirá su completa absorción por el sistema respiratorio del bebé en dos o tres años.

La impresión del corazón a operarse permite ver y estudiar su anatomía en toda su complejidad, aún más detalladamente de lo que podrá ver el cirujano durante la intervención. En el Garrahan, los corazones se imprimen a través de la empresa nacional Lew con una impresora 3D de altísima calidad y fidelidad.

Prótesis: desde una cara hasta un brazo impreso en 3D

Todos los días ocurren accidentes, y nadie está a salvo, puede sucederle a cualquiera. Y cuando algo así ocurre, no solo debemos pensar en el daño para la salud, sino también en la cantidad de dinero y tiempo necesario para la recuperación, cuando esta es posible. Muchas personas necesitan urgentemente distintos tipos de prótesis, pero por desgracia no todos ellos pueden costeárselas. Gracias a la impresión 3D, la ortopedia avanza hacia una mayor velocidad en los procesos productivos, y la disminución de los costes. Esto es especialmente importante cuando hablamos de ortopedia infantil, pues las piezas han de  ser sustituidas a medida que los niños crecen, pues se facilita el proceso de creación de estas piezas, a la misma vez que disminuye el esfuerzo económico para reemplazarlas cuando se necesitan.

Objetivo

El objetivo es entender que la medicina puede tener una ayuda en la tecnología con la impresora en 3D en algunos casos médicos.

Justificación

Es un tema de alta tecnología que ayuda a la vida del ser humano, para mejorar su salud y que proporcionará una solución más efectiva en el ser humano.

Hipótesis

Sí conocemos los beneficios de las impresiones en 3D en la medicina entonces podemos salvar mas vidas, porque con este tipo de impresión se puede detectar de una manera más eficaz los problemas en órganos que no se pueden estar manipulando para aliviarlo.

Método (materiales y procedimiento)

Las impresoras 3D utilizan múltiples tecnologías de fabricación e intentaremos explicar de forma sencilla cómo funcionan.

Las impresoras 3D lo que hacen es crear un objeto con sus 3 dimensiones y esto lo consigue construyendo capas sucesivamente hasta conseguir el objeto deseado.

Material que usa la impresora:

ABS (acrilonitrato butadieno estireno) : es un plástico muy tenaz, duro y rígido. Aguanta altas temperaturas y es fácil pintar sobre él. Es muy resistente y presenta una cierta flexibilidad. La impresión con este material necesita de una cama caliente o base de impresión caliente donde se deposita la pieza, para conseguir la estabilidad necesaria. Se pueden obtener bobinas de filamento a partir de los restos de impresión, pero ojo durante la impresión se debe tener una buena ventilación ya que genera gases nocivos. No es biodegradable. Este material es capaz de soportar altas temperaturas.

PLA (poliácido láctico): es un material que se obtiene a partir de materiales naturales como el almidón del maíz o la caña de azúcar. Es biodegradable y no emite gases tóxicos durante la impresión. No necesita base caliente. No resiste temperaturas tan altas como el ABS, a partir de los 60ºC empieza a descomponerse. No es muy fácil de pintar.

– Laybrick: es una mezcla de varios materiales plásticos y yeso. A partir de él se obtienen piezas con aspecto de piedra arenisca. Se puede pintar y lijar fácilmente..

– Laywoo-D3 : formado por un polímero y un 40% de polvo de madera. Se obtienen piezas con cierto parecido a la madera. Las piezas obtenidas se pueden lijar, serrar y pintar. Cuesta como el laybrick.

– Filaflex: es un filamento elástico con una base de poliuretano y otros aditivos  que le confieren una gran elasticidad. La impresión con este material es lenta. Se utiliza para imprimir zapatillas, prótesis, carcasas para teléfonos móviles, etc.

Galería Método

Resultados

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

En México existe poco avance en esta tecnología ya que se considera un gasto muy fuerte, ya que las impresoras tienen un alto costo y por la economía de nuestro país es complicado, que la gente pueda pagar un estudio de esta forma, pero al analizar esta inversión se evitarían más gastos en análisis y estudios que no determinan exactamente el problema

Bibliografía

www.es.wikipedia.org/wiki/Impresora_3D

http://www.areatecnologia.com/informatica/impresoras-3d.html

Stratasys

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography