Guía de hígados impresos en 3D Manos de cirujanos de trasplante

Primero vinieron rayos X, y luego tomografías computarizadas, y luego resonancias magnéticas. Ahora, la tecnología no solo está proporcionando a los cirujanos la mejor visión de órganos tan complejos como el corazón y el hígado; también les permite sostener réplicas exactas de los órganos en las palmas de sus manos.

Cleveland Clinic es una de las pocas instituciones de la nación que usa tecnología de impresión tridimensional para crear modelos exactos de órganos humanos. Los cirujanos en el centro médico llevan una réplica exacta del hígado de un paciente a la sala de operaciones con ellos.

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La idea es comprender mejor la anatomía del órgano enfermo durante la cirugía. Un cirujano no siempre puede decir con técnicas de imagen tradicionales exactamente dónde están los vasos sanguíneos en el hígado. Pueden estar tan cerca de la superficie que corren el riesgo de ser cortados con un bisturí.

El modelo de hígado muestra la ubicación exacta de los vasos, lo que permite al cirujano operar con precisión.

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Dr. Nizar Zein, de la Clínica Cleveland, le dijo a Healthline que ya está usando los modelos de hígado durante la cirugía. Permite a los médicos tomarse un descanso durante la cirugía y volver a familiarizarse con el lugar en el que se encuentran en el procedimiento.

Dijo que los pacientes venían a la Clínica Cleveland después de ser rechazados por otras instituciones. La cirugía hepática es extremadamente riesgosa y puede complicarse aún más por otros factores: la ubicación de los tumores, por ejemplo. Los modelos han permitido que Cleveland Clinic se encargue de los casos más difíciles, dijo Zein.

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¿Cuánto tiempo hasta que podamos 'imprimir y trasplantar'?

Pero, ¿qué debe suceder antes de que los médicos puedan imprimir hígados reales, corazones y otros órganos para trasplantes a humanos?

Varios obstáculos se interponen en el camino. Uno es encontrar materiales ampliamente disponibles y adecuados para su uso dentro del cuerpo, dijo Jordan Miller, profesor asistente de bioingeniería en la Universidad de Rice. "Hasta ahora, la fabricación ha estado en materiales duros, secos y rígidos. Pero el cuerpo es suave y húmedo. No se traduce "

La seguridad de los materiales también debería ser evaluada por una agencia reguladora, como la Administración de Alimentos y Medicamentos de los EE. UU., Dijo Miller.

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Le dijo a Healthline que un desafío aún mayor que está tratando de resolver es cómo recrear la vasta red de vasos sanguíneos de un ser humano en órganos impresos. "La red de vasos sanguíneos en el hígado o un riñón es bastante hermosa, pero desde una perspectiva de ingeniería, es bastante aterradora", dijo.

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Los órganos funcionales impresos deben estar hechos de células y tejidos humanos. Los científicos todavía necesitan descubrir cómo evitar que las células humanas mueran durante el proceso de impresión.

A través de la ciencia moderna, las células de piel o grasa se pueden convertir en células madre que luego se pueden convertir en células de cualquier tipo. Pero se necesita un gran número de células para hacer un órgano humano funcional, dijo Miller. Él está tratando de encontrar una forma de obtener un flujo sanguíneo adecuado, o vascularización, a las células en órganos impresos en 3D. De lo contrario, no pueden obtener oxígeno y nutrientes en un ambiente tan denso y morirán.

Pero los científicos están trabajando para lograr el objetivo de imprimir hígados, corazones y otros órganos vivos para el trasplante. Debido a la escasez de órganos donados, que pueden usarse solo por un corto período de tiempo, este avance podría salvar innumerables vidas.

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"Cuando un cirujano de trasplantes obtiene un hígado, solo se mantendrá con vida durante unas horas, y necesita encontrar un destinatario muy rápidamente", dijo Miller. "¿Qué pasa si podemos imprimir algo que tendría vasculatura que podría conectar directamente? Ese es el desafío clave en nuestro campo. "

Impresión de corazones para niños

David Frakes, profesor asistente de bioingeniería en la Universidad Estatal de Arizona en Tempe, está trabajando en un programa similar al de Cleveland Clinic. Se ha asociado con el Hospital de Niños de Filadelfia, que está imprimiendo réplicas exactas del corazón para sus cirugías.

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Le dijo a Healthline que le complace ver que su trabajo marca la diferencia en la medicina tan rápidamente. "Como bioingenieros, trabajamos durante cinco años si somos afortunados (generalmente es más como 10 o 20) antes de encontrar algo que pueda infundirse en medicina y afectar la vida de las personas. Los cirujanos trabajan con sus manos, en el espacio real. No están en un entorno virtual 3D. "

Los investigadores del Hospital de Niños de Filadelfia planean comenzar a rastrear los resultados de pacientes cuyos médicos utilizaron una réplica impresa durante la cirugía. "Esto es algo emocionante que ofrecerá datos cuantificables", dijo Frakes. "Los órganos impresos son geniales, ya todos les gusta hablar de ellos anecdóticamente, pero hasta ahora no se han hecho pruebas. "

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Zein dijo que pasarán entre 10 y 15 años antes de que los médicos puedan imprimir un órgano y ponerlo en alguien. "No está a una distancia muy, muy lejana", dijo. "Conceptualmente, se ha demostrado. Ya sea que podamos o no lograr un órgano completamente funcional con fines específicos, no estoy seguro, pero ciertamente es un objetivo alcanzable en este punto. "

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