Màster en

Disseny i Enginyeria per a Fabricació Additiva (DEFAM)

Un grup d'estudiants del màster en Disseny i Enginyeria per a Fabricació Additiva que s'imparteix al CIM UPC han desenvolupat un prototip quirúrgic amb impressió 3D a partir d'un cas simulat d'hepatectomia facilitat per l' Hospital Sant Joan de Déu de Barcelona . Els estudiants han pogut practicar les darreres tecnologies d'impressió 3D per a l'àmbit de la salut sobre un cas real i molt innovador que s'havia fet prèviament entre HSJD i CIM UPC, tot arribant a un resultat òptim apte per ser utilitzat en una cirurgia real. Un dels objectius d'aquest màster és iniciar-se en les diferents aplicacions pràctiques de la fabricació additiva. L'ús de la impressió 3D destaca sobretot en l'àmbit de la medicina, amb un gran creixement en els darrers anys gràcies a la medicina personalitzada. La col·laboració del CIM UPC amb l'Hospital Sant Joan de Déu va començar anys enrere amb un cas d'alta complexitat d'oncologia pediàtrica, per al qual es va imprimir el primer model quirúrgic. A partir d'aquí, s'han desenvolupat diversos casos i projectes competitius en col·laboració que exploren la vinculació cada vegada més gran entre l'àmbit mèdic i el tecnològic. Els models quirúrgics en 3D, coneguts per la indústria com a rapid prototyping , impliquen la creació d'un model físic a partir d'una versió digital en 3D. La impressió d'aquests models 3D amb diferents materials que emulen els components de l'anatomia humana és tot un repte tècnic. En aquest nou cas proposat per l'HSJD es planteja una hepatectomia complexa on la dificultat rau en la proximitat de la vena porta respecte al tumor que ha de ser reseccionat. L'hepatectomia és una intervenció quirúrgica consistent a extreure part o la totalitat del fetge, vinculada sovint a processos oncològics. En casos com aquest d'alta complexitat on els tumors encapsulen vasos importants, els prototips 3D aporten un gran valor per a la planificació quirúrgica. En primer lloc, s'obtenen models virtuals 3D a partir d'imatges rutinàries de tomografia (TC) i ressonàncies (RM) i, un cop creat el model, els cirurgians tenen l'oportunitat de practicar-hi abans de la intervenció. Això permet plantejar preguntes prèvies relatives a la cirurgia, estudiar la viabilitat i preveure possibles complicacions abans de la intervenció real. La planificació prèvia també té impacte en el temps de l'operació, ja que els pacients passen menys temps al quiròfan i, per tant, s'eviten possibles complicacions. En aquest cas, els alumnes del màster DEFAM han dut a terme totes les etapes de fabricació del model quirúrgic en 3D usant els mateixos mitjans que a la indústria, i que són al seu abast a la Planta Pilot del CIM UPC: Disseny – motlle amb la forma del fetge, traçat CAD-3D a partir d'imatges mèdiques de les parts anatòmiques que no són el fetge (venes, artèries i tumor...)-, Fabricació - motlle per impressió 3D de filament (FDM) i de les parts internes amb impressió 3D de sinteritzat selectiu amb làser (SLS)- , i Muntatge -preparació del motlle per a la  colada de silicona amb les parts internes i, finalment, extracció del conjunt ja materialitzat i a disposició de l'equip mèdic. En conclusió, un bon cas de cooperació entre enginyeria i medicina gràcies a la Fabricació additiva, un sector on calen més professionals capacitats i on la pràctica sobre necessitats reals esdevé la millor escola.