Los investigadores imprimen en 3D modelos de válvulas cardíacas realistas
Los modelos de órganos específicos del paciente, que incluyen conjuntos integrados de sensores blandos impresos en 3D, se fabrican con tintas especializadas y un proceso de impresión 3D personalizado. Dichos modelos se pueden usar en la preparación de procedimientos mínimamente invasivos para mejorar los resultados en miles de pacientes en todo el mundo. Crédito: McAlpine Group, Universidad de Minnesota
Investigadores de la Universidad de Minnesota, con el apoyo de Medtronic, han desarrollado un proceso innovador para la impresión 3D de múltiples materiales de modelos realistas de la válvula aórtica del corazón y las estructuras circundantes que imitan el aspecto y la sensación exactos de un paciente real.
Estos modelos de órganos específicos del paciente, que incluyen conjuntos de sensores blandos impresos en 3D integrados en la estructura, se fabrican con tintas especializadas y un proceso de impresión 3D personalizado. Dichos modelos se pueden usar en la preparación de procedimientos mínimamente invasivos para mejorar los resultados en miles de pacientes en todo el mundo.
La investigación se publica en Science Advances.
Los investigadores imprimieron en 3D lo que es llamada raíz aórtica, la sección de la aorta más cercana y unida al corazón. La raíz aórtica consiste en la válvula aórtica y las aberturas para las arterias coronarias. La válvula aórtica tiene tres aletas, llamadas valvas, rodeadas por un anillo fibroso. El modelo también incluía parte del músculo del ventrículo izquierdo y la aorta ascendente.
«Nuestro objetivo con estos modelos impresos en 3D es reducir los riesgos médicos y las complicaciones al proporcionar herramientas específicas para el paciente para ayudar a los médicos a comprender la estructura anatómica exacta y las propiedades mecánicas del corazón del paciente específico», dijo Michael McAlpine, profesor de ingeniería mecánica de la Universidad de Minnesota e investigador principal del estudio. «Los médicos pueden evaluar y probar los implantes de válvulas antes del procedimiento real. Los modelos también pueden ayudar a los pacientes a comprender mejor su propia anatomía y el procedimiento en sí».
Investigadores de la Universidad de Minnesota, con el apoyo de Medtronic, han desarrollado un proceso innovador para la impresión 3D de múltiples materiales de modelos realistas de la válvula aórtica del corazón y las estructuras circundantes que imitan la apariencia exacta de un paciente real. Crédito: McAlpine Group, Universidad de Minnesota
Este modelo de órgano se diseñó específicamente para ayudar a los médicos a prepararse para un procedimiento llamado reemplazo de válvula aórtica transcatéter (TAVR) en el que se coloca una nueva válvula dentro de la válvula aórtica original del paciente. El procedimiento se usa para tratar una condición llamada estenosis aórtica que ocurre cuando la válvula aórtica del corazón se estrecha e impide que la válvula se abra por completo, lo que reduce o bloquea el flujo de sangre desde el corazón hacia la arteria principal. La estenosis aórtica es una de las afecciones cardiovasculares más comunes en los ancianos y afecta a unos 2,7 millones de adultos mayores de 75 años en América del Norte. El procedimiento TAVR es menos invasivo que la cirugía a corazón abierto para reparar la válvula dañada.
Los modelos de raíz aórtica se fabrican utilizando tomografías computarizadas del paciente para que coincidan con la forma exacta. Luego se imprimen en 3D utilizando tintas especializadas a base de silicona que se asemejan mecánicamente a la sensación del tejido cardíaco real que los investigadores obtuvieron de los Laboratorios del Corazón Visible de la Universidad de Minnesota. Las impresoras comerciales actualmente en el mercado pueden imprimir la forma en 3D, pero usan tintas que a menudo son demasiado rígidas para igualar la suavidad del tejido cardíaco real.
Por otro lado, las impresoras 3D especializadas en la Universidad de Minnesota pudo imitar tanto los componentes de tejido blando del modelo como la calcificación dura en las aletas de la válvula mediante la impresión de una tinta similar a la pasta de masilla utilizada en la construcción para reparar paneles de yeso y yeso.
Los médicos pueden usar los modelos para determinar el tamaño y la ubicación del dispositivo de válvula durante el procedimiento. Los sensores integrados que están impresos en 3D dentro del modelo brindan a los médicos la retroalimentación de presión electrónica que se puede usar para guiar y optimizar la selección y el posicionamiento de la válvula dentro de la anatomía del paciente.
Pero McAlpine no ve esto como el final del camino para estos modelos impresos en 3D.
«A medida que nuestras técnicas de impresión en 3D continúan mejorando y descubrimos nuevas formas de integrar la electrónica para imitar la función de los órganos, los modelos pueden usarse como órganos artificiales de reemplazo», dijo McAlpine, quien ocupa la Cátedra de la Familia Kuhrmeyer en el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Minnesota. «Quizás algún día estos órganos ‘biónicos’ puedan ser tan buenos o mejores que sus contrapartes biológicas».
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Los nuevos hallazgos de la investigación pueden conducir a una mejor atención para los pacientes con enfermedad de las válvulas cardíacas Más información: «Modelos de raíz aórtica impresos en 3D específicos del paciente con sensores internos para aplicaciones mínimamente invasivas» Avances científicos (2020). advances.sciencemag.org/lookup … .1126/sciadv.abb4641 Información de la revista: Science Advances
Proporcionado por la Universidad de Minnesota Cita: Los investigadores imprimen en 3D modelos de válvulas cardíacas realistas (28 de agosto de 2020 ) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-08-d-lifelike-heart-valve.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.