El suave resplandor del despertador de Amy Alexander en la oscuridad jugaba con su intento de volver a dormirse. Sus pensamientos se dirigían al trabajo que dejó en la impresora la noche anterior. Al saber que no descansaría hasta que supiera que todo iba bien, Amy se dirigió al trabajo temprano.
Como parte del Anatomic Modeling Lab (Laboratorio de Modelos Anatómicos) de Mayo Clinic, Amy, ingeniera biomédica, el día anterior imprimió un modelo tridimensional de tamaño natural de la cara de un hombre de 35 años para un cirujano que se preparaba para reparar una mandíbula desalineada.
El modelo, que tardó unas 12 horas en completarse, llevó toda la noche para estar listo a tiempo. Era la clave de la preparación del cirujano para restaurar la capacidad del hombre de realizar tareas aparentemente simples, como ingerir alimentos sólidos.
Para esta cirugía craneofacial en particular, el cirujano planeó tomar tres partes del hueso de la pierna del paciente y fijarlo a la mandíbula, un procedimiento que había realizado muchas veces antes. Sin embargo, debido a que tenía un modelo de la anatomía facial exacta del paciente, pudo ensayar la cirugía y sabía de antemano exactamente dónde hacer los cortes y qué esperar durante la operación, de tal manera que el procedimiento fuera más rápido y menos invasivo. Esta simulación quirúrgica permite obtener mejores resultados y tiempos de recuperación más rápidos.
"La medicina es muy visual, y los modelos tridimensionales representan otra forma de ver el interior de un paciente, de observar la enfermedad", dice el Dr. Jonathan M. Morris, neurorradiólogo y codirector del laboratorio de modelos tridimensionales de Mayo Clinic. "Los cirujanos pueden sostener, manipular y ver la anatomía específica de un paciente con una claridad que no se puede replicar en dos dimensiones en una computadora".
La trayectoria de Mayo Clinic en los modelos anatómicos tridimensionales comenzó en 2006, cuando se planificaba la separación compleja y crítica de gemelos unidos que compartían un hígado. El éxito de la cirugía y la utilidad de los modelos anatómicos impulsaron solicitudes adicionales de impresiones tridimensionales. En consecuencia, Mayo Clinic se convirtió en líder de modelos anatómicos e impresión tridimensionales.
"Es una herramienta educativa que podemos ofrecer para proporcionar una visualización de un nivel más avanzado que contribuya a una cirugía de precisión", dice la Dra. Jane Matsumoto, radióloga y codirectora del 3-D Anatomic Modeling Lab (Laboratorio de Modelos Anatómicos Tridimensionales) de Mayo Clinic.
Mayo Clinic utiliza modelos tridimensionales para planificar y practicar procedimientos en todas las especialidades médicas. Muchos cirujanos también utilizan los modelos como herramientas educativas para los médicos actuales y futuros, y como un elemento visual para explicar los diagnósticos a los pacientes y sus familiares, y hablar sobre las opciones de tratamiento.
Mejor atención médica de pacientes
Inicialmente diagnosticado por error con tendinitis a causa de andar en bicicleta, Isaac García supo más tarde que tenía un tumor canceroso en la articulación de la cadera izquierda y que necesitaría un reemplazo para el hueso de la cadera que se le extrajo. Christopher P. Beauchamp, M. D., creó un modelo 3D y luego lo imprimió como un implante en titanio.
Isaac García se despierta cada mañana con la esperanza de saltar colinas de tierra con su hijo en bicicletas de montaña.
Pero no hace mucho tiempo, el enérgico padre de tres hijos, de 38 años de edad, consultó con un médico local en Nuevo México por un dolor sordo en el área de la ingle. Al principio, le diagnosticaron erróneamente que tenía tendinitis por andar en la bicicleta de montaña. Sin embargo, Isaac se enteró más tarde de que tenía un tumor canceroso en la articulación de la cadera izquierda que requería la atención de un especialista.
"Mi esposa y yo estábamos destruidos", cuenta Isaac. "Condujimos todo el día tratando de encontrar a un oncólogo traumatólogo. El tiempo de espera era de seis semanas o más".
Sin saber cuáles eran los siguientes pasos, la esposa de Isaac, Sarah, buscó en Internet a los "mejores médicos especialistas en cáncer de hueso". De esta forma, los García encontraron a Mayo Clinic, donde atendieron a Isaac a los pocos días de la llamada.
"El tumor de Isaac era bastante poco común y estaba ubicado en un sitio complicado, donde el único tratamiento posible era hacer una cirugía para extirpar toda la articulación de la cadera y parte de la pelvis", explica el cirujano ortopédico Christopher P. Beauchamp, M.D.
Hasta ahora, las opciones de tratamiento después de la extirpación del tumor estaban lejos de ser perfectas. Las opciones incluían extirpar la articulación de la cadera y no reemplazarla o usar un hueso cadavérico con la forma adecuada.
Con la tecnología disponible hoy en día y los recientes desarrollos en modelado tridimensional, impresión y fabricación de implantes, el Dr. Beauchamp tenía una nueva opción, una que venía modificando y perfeccionando durante casi una década.
El Dr. Beauchamp creó un modelo del hueso canceroso a partir de arcilla de modelar para que se ajustara a la forma anatómica exacta de Isaac. La copia en arcilla fue convertida a un modelo tridimensional e impresa en titanio. Luego se insertó esta réplica de la cavidad entera de su cadera izquierda y parte de su pelvis durante la cirugía de extirpación del tumor.
"Gracias a Mayo Clinic, he vuelto a vivir una buena vida normal", dice Isaac. "Ahora valoro de verdad todas las pequeñas cosas que generalmente das por sentadas. Ahora todo tiene un nuevo significado".
Imprimiendo el futuro de la medicina
Los médicos-científicos también están construyendo sobre esta base en medicina regenerativa para recrear tejido vivo en un proceso llamado bioimpresión. Esta tecnología experimental utiliza un andamio sembrado con células para imitar tejidos como la piel, los huesos, los músculos y las válvulas, por lo que los pacientes podrían algún día tener un reemplazo no mecánico de su tejido dañado. Por ejemplo, el cardiólogo Amir Lerman, M.D., la Profesora Barbara Woodward Lips está investigando las válvulas cardíacas de bioimpresión para liberar a los pacientes de la necesidad de múltiples cirugías o el miedo a los coágulos de sangre.
Desde resecciones de tumores hasta reconstrucciones faciales y cirugías de corazón, los modelos 3D eliminan las conjeturas y facilitan la comunicación entre médicos y científicos.
"Es una herramienta que podemos usar para ofrecer atención personalizada", dice el Dr. Matsumoto. "La demanda de impresión 3D en Mayo Clinic es realmente un reflejo del alto nivel de cirugía que realizan nuestros cirujanos aquí".
Proporcionamos diagnósticos y tratamientos precisos por primera vez, al reunir equipos de especialistas dedicados a la colaboración genuina tanto dentro como a través de los departamentos.