Prótesis y órtesis impresas en 3D: una solución más rápida y asequible para un ajuste perfecto

Cada año, cientos de pacientes visitan la Clínica de Amputados en Centro de Rehabilitación UAB España para estar en condiciones de utilizar prótesis tras complicaciones de diabetes, accidentes de tráfico y una amplia gama de otras enfermedades. Una nueva beca del programa de la UAB Programa de premios del Fondo de Dotación General de la Fundación de Servicios de Salud está financiando la compra de una impresora 3D avanzada que permitirá a esos pacientes recibir sus prótesis más rápido, a menor costo y con un ajuste aún mejor, dice el director de la clínica, Dr. Conley Carr La impresora también producirá órtesis personalizadas para pacientes de la UAB que necesiten aparatos ortopédicos después de un accidente cerebrovascular u otra afección, añade.

Esta será la primera clínica en Alabama, y ​​una de las pocas en todo el país, que ofrecerá encajes impresos en 3D para prótesis, dice Carr, profesor asistente en la Departamento de Medicina Física y Rehabilitación. y director médico del Laboratorio de Ortesis y Prótesis del departamento. “Si buscas en la literatura, es difícil encontrar gente que haga este tipo de trabajo”, dijo. Pero los beneficios son tan grandes que predice que esto cambiará rápidamente en los próximos años, especialmente en centros médicos más grandes como la UAB. Invertir en este tipo de tecnología pionera para mejorar la atención al paciente es una de las Principales motivadores del programa HSF-GEF, que ha invertido Casi 60 millones de dólares en subvenciones internas desde su fundación en 1996.

A nivel nacional, la demanda de prótesis está creciendo rápidamente. Según un estudio publicado en 2024, la cantidad de personas que viven con pérdida de extremidades en los Estados Unidos se duplicará para 2050, en gran medida debido al aumento previsto de enfermedades vasculares y diabetes.

Carr afirma que estas tendencias nacionales se reflejan en el volumen de pacientes de la Clínica de Amputados. Alrededor del 70 por ciento de los pacientes de la clínica han perdido una extremidad debido a enfermedades vasculares o circulatorias o diabetes, señala. Estos diagnósticos interrelacionados están estrechamente vinculados con el envejecimiento. “Estamos cada vez más ocupados”, dijo Carr. “Estamos contratando y creciendo rápidamente”.

Una vez que su nueva impresora 3D esté instalada en los próximos meses, Carr y Brian muellerMueller, protésico certificado y director clínico del Laboratorio de Ortesis y Prótesis, espera reducir los tiempos de producción en casi un 60 por ciento. Los costos serán más bajos, tanto para los pacientes como para el departamento, y los pacientes pueden esperar un ajuste aún mejor para sus prótesis. “Con el escaneo e impresión 3D, podemos crear dispositivos que se adapten a la fisiología única del paciente, minimizando las complicaciones médicas como el deterioro de la piel o un ajuste deficiente”, dijo Mueller. “La tecnología también permite características personalizadas, como la transpirabilidad y una combinación de elementos de diseño flexibles y rígidos para mejorar la movilidad, la seguridad y la comodidad”.

Cómo se han fabricado las prótesis

El método tradicional para crear una prótesis comienza con la fabricación de un molde de yeso del muñón del paciente, explica Mueller. Una vez que el yeso se endurece, un protésico certificado como Mueller modificaría ese molde a mano. “Quitamos material en las zonas donde queremos un ajuste más ajustado y añadimos material donde queremos que el paciente tenga más espacio”, explica Mueller. El molde personalizado se cubriría entonces con plástico calentado en un horno para crear flexibilidad. Otra opción es que un protésico haga una laminación manual con tiras de material resinoso. “Es un proceso que requiere mucho trabajo”, explica Mueller. También está limitado en cuanto a las horas de trabajo y, como los especialistas como Mueller y su equipo son escasos, tienen un número limitado de prótesis que pueden crear cada semana.

Hace varios años, Carr y Mueller recibieron una subvención de HSF-GEF para comprar un escáner 3D y una máquina de tallado para el Laboratorio de Ortesis y Prótesis. Utilizan el escáner para crear un archivo digital de la extremidad del paciente y luego lo envían al tallador para transformar ese archivo en una pieza de espuma con forma, que se puede moldear en fibra de vidrio. "Eso nos llevó a la mitad de nuestro objetivo" de una operación completamente digital, dijo Carr. En ese momento, la impresión 3D era tan cara y lenta, y la calidad era tan inferior, que no era adecuada para el uso clínico habitual, dice Carr.

Ahora podemos “pasar directamente al plástico”

Las mejoras tecnológicas de los últimos años significan que, con su nueva subvención, Carr y Mueller completarán su visión original. La impresora 3D convertirá los archivos digitales del escáner 3D directamente en una prótesis terminada. “Podemos crear la forma digitalmente y pasar directamente al plástico”, dijo Carr. Cada prótesis tardará varias horas en imprimirse, pero la impresora 3D puede dejarse funcionando durante la noche o los fines de semana, dice Mueller.

Otra ventaja de combinar el escaneo 3D y la impresión 3D es la reproducibilidad. Aunque los plásticos que se utilizan para las prótesis son extremadamente duraderos, con el tiempo pueden desgastarse o dañarse. Tener archivos digitales creados para cada paciente significa que los reemplazos se pueden hacer rápidamente y pueden ser una réplica perfecta cada vez, señala Carr. “Tenemos pacientes que han usado el mismo encaje durante años y años”, dijo, “y quieren exactamente lo mismo. Podemos obtener el archivo y reproducirlo exactamente”.

Impresión 3D también para órtesis

Carr y Mueller afirman que la impresora 3D también ayudará a crear aparatos ortopédicos personalizados para pacientes que necesitan ortesis. “Estos aparatos pueden venir de todo el hospital”, dijo Carr. “Alguien que haya sufrido un derrame cerebral y tenga caída del pie puede necesitar un aparato ortopédico para ese pie, mientras que los pacientes de neurocirugía pueden necesitar un aparato ortopédico para la columna vertebral”. No todos estos pacientes necesitarán aparatos ortopédicos personalizados, porque hay opciones disponibles en el mercado; pero Mueller estima que alrededor de un tercio de los pacientes recibirán aparatos ortopédicos impresos en 3D.

El único inconveniente de la impresión 3D a escala industrial es que implica un “equipo muy grande”, dijo Mueller. La nueva máquina ocupará una parte considerable del Laboratorio de Ortesis y Prótesis. Carr y Mueller esperan ampliar su espacio para satisfacer la demanda a medida que otros servicios clínicos se trasladen del Centro de Rehabilitación de España existente al nuevo Pabellón de Rehabilitación de la UAB, que se inaugurará a finales de este año. “A menudo tenemos más profesionales disponibles que salas de examen”, dijo Carr. “El espacio adicional nos permitirá satisfacer las necesidades de más pacientes”.