Impresi?n 3D de v?lvulas cardiacas personalizadas

Investigadores de la universidad suiza de ciencia y tecnolog?a ETH Zurich est?n colaborando con la compa??a surafricana Strait Access Technologies (SAT) para imprimir en 3D v?lvulas card?acas artificiales hechas a medida a partir de silicona.

Creado en ?varios pasos?, el nuevo modelo se puede adaptar de manera m?s precisa al paciente, en comparaci?n con las v?lvulas card?acas convencionales.

Aunque al menos a una d?cada de comenzar su uso cl?nico, las nuevas v?lvulas han demostrado "resultados muy prometedores" en las pruebas iniciales, seg?n un informe de ETH.

Como parte del proceso, los investigadores primero determinan la forma individual y el tama?o de la v?lvula card?aca con fugas mediante tomograf?a computarizada o im?genes de resonancia magn?tica.

Esto hace posible imprimir una v?lvula card?aca que se adapta perfectamente a la c?mara card?aca del paciente.

Los investigadores utilizan las im?genes para crear un modelo digital y una simulaci?n por computadora para calcular de antemano las fuerzas que act?an sobre el implante y su posible deformaci?n.

El material utilizado tambi?n es compatible con el cuerpo humano, lo que permite el emparejamiento mec?nico con el tejido biol?gico del hu?sped.

Los implantes tradicionales consisten en pol?meros duros o tejido animal combinado con marcos de metal.?Para evitar que el cuerpo rechace estos implantes, los pacientes deben tomar inmunosupresores o anticoagulantes de por vida.

Adem?s, las alternativas de silicona abordan el problema de la forma geom?trica r?gida de los implantes convencionales, lo que hace que sea dif?cil para los cirujanos garantizar un cierre herm?tico entre las nuevas v?lvulas y el tejido card?aco.

"Las v?lvulas de reemplazo que se usan actualmente son circulares, pero no coinciden exactamente con la forma de la aorta, que es diferente para cada paciente", explic? Manuel Schaffner, uno de los autores principales del estudio y profesor de materiales complejos en ETH.

Las nuevas v?lvulas tardan aproximadamente una hora y media en producirse con una impresora 3D, mientras que las v?lvulas tradicionales tardan varios d?as h?biles en realizarse.

Antes del proceso de impresi?n 3D, los cient?ficos crean una impresi?n negativa de la v?lvula.

La tinta de silicona se roc?a sobre esta impresi?n en forma de una corona de tres puntas, que forma las aletas de la v?lvula.

En el siguiente paso, una impresora de extrusi?n deposita pasta de silicona resistente para imprimir patrones espec?ficos de hilos delgados en su superficie.?Estas corresponden a fibras de col?geno que pasan a trav?s de las v?lvulas naturales del coraz?n.

Los hilos de silicona refuerzan la tapa de la v?lvula y prolongan la vida ?til de la v?lvula de reemplazo.

La ra?z del vaso sangu?neo conectado a la v?lvula card?aca se imprime utilizando el mismo procedimiento y al final se cubre con un stent en forma de red, que es necesario para conectar la v?lvula de reemplazo de silicona al sistema cardiovascular del paciente.

Siguiendo los resultados de las pruebas iniciales favorables, los cient?ficos est?n trabajando actualmente en extender la vida ?til de estas v?lvulas de reemplazo a 10-15 a?os, la vida ?til de los modelos actuales disponibles.

"Ser?a maravilloso si pudi?ramos alg?n d?a producir v?lvulas card?acas que duren toda la vida y posiblemente incluso crezcan junto con el paciente, para que tambi?n puedan implantarse en personas j?venes", dijo Schaffner.

Para alcanzar la producci?n a nivel comercial, el proyecto requerir? un socio industrial o posiblemente una escisi?n.

"Como grupo de investigaci?n, desafortunadamente no podemos ofrecer una oferta perfecta desde el primer experimento hasta la primera aplicaci?n en el cuerpo humano", concluy? Schaffner.

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This project has received funding from the Bio-Based Industries Joint Undertaking under the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement Nº 745828