Máster en

Diseño e Ingeniería para Fabricación Aditiva (DEFAM)

Un grupo de estudiantes del máster en Diseño e Ingeniería para Fabricación Aditiva que se imparte en el CIM UPC han desarrollado un prototipo quirúrgico con impresión 3D a partir de un caso simulado de hepatectomía facilitado por el Hospital Sant Joan de Déu de Barcelona . Los estudiantes han podido practicar las últimas tecnologías de impresión 3D para el ámbito de la salud sobre un caso real y muy innovador que se había realizado previamente entre HSJD y CIM UPC, llegando a un resultado óptimo apto para ser utilizado en una cirugía real. Uno de los objetivos de este máster es iniciarse en las distintas aplicaciones prácticas de la fabricación aditiva. El uso de la impresión 3D destaca sobre todo en el ámbito de la medicina, con un gran crecimiento en los últimos años gracias a la medicina personalizada. La colaboración del CIM UPC con el Hospital Sant Joan de Déu empezó años atrás con un caso de alta complejidad de oncología pediátrica, para el que se imprimió el primer modelo quirúrgico. A partir de aquí, se han desarrollado varios casos y proyectos competitivos en colaboración que exploran la cada vez mayor vinculación entre el ámbito médico y el tecnológico. Los modelos quirúrgicos en 3D, conocidos por la industria como rapid prototyping , implican la creación de un modelo físico a partir de una versión digital en 3D. La impresión de estos modelos 3D con distintos materiales que emulan los componentes de la anatomía humana es todo un reto técnico. En este nuevo caso propuesto por el HSJD se plantea una hepatectomía compleja donde la dificultad radica en la proximidad de la vena porta respecto al tumor que debe ser reseccionado. La hepatectomía es una intervención quirúrgica consistente en extraer parte o la totalidad del hígado, vinculada a menudo a procesos oncológicos. En casos como este de alta complejidad donde los tumores encapsulan vasos importantes, los prototipos 3D aportan un gran valor para la planificación quirúrgica. En primer lugar, se obtienen modelos virtuales 3D a partir de imágenes rutinarias de tomografía (TC) y resonancias (RM) y, una vez creado el modelo, los cirujanos tienen la oportunidad de practicarlo antes de la intervención. Esto permite plantear preguntas previas relativas a la cirugía, estudiar la viabilidad y prever posibles complicaciones antes de la intervención real. La planificación previa también tiene impacto en el tiempo de la operación, ya que los pacientes pasan menos tiempo en el quirófano y, por tanto, se evitan posibles complicaciones. En este caso, los alumnos del máster DEFAM han llevado a cabo todas las etapas de fabricación del modelo quirúrgico en 3D usando los mismos medios que en la industria, y que están a su alcance en la Planta Piloto del CIM UPC: Diseño – molde con la forma del hígado, trazado CAD-3D a partir de imágenes médicas de las partes anatómicas que no son el hígado (venas, arterias y tumor...)-, Fabricación - molde por impresión 3D de filamento (FDM) y de las partes internas con impresión 3D de sinterizado selectivo con láser (SLS)- , y Montaje -preparación del molde para la colada de silicona con las partes internas y, por último, extracción del conjunto ya materializado y a disposición del equipo médico. En conclusión, un buen caso de cooperación entre ingeniería y medicina gracias a la fabricación aditiva, un sector donde se necesitan más profesionales capacitados y donde la práctica sobre necesidades reales se convierte en la mejor escuela.