Así se imprime un trozo de corazón en 3D antes de operar

Hace poco contábamos en El Independiente cómo España es pionera en la experimentación con corazones artificiales con células madre. Algo que podría, en el futuro, suponer el fin de los trasplantes de este órgano y la creación de corazones a medida del paciente. Lo que ya es habitual en el presente es implantar válvulas mecánicas, de vaca o de cerdo en humanos que tienen las suyas endurecidas (calcificación) y estrechadas (estenosis). Las operaciones son relativamente sencillas, pero el resultado puede ser, a veces, imprevisible. La impresión 3D sale al rescate.

Para reducir la incertidumbre, el Wexner Medical Center de la Universidad Estatal de Ohio (EE.UU.) está probando con modelos de válvulas impresos en 3D. "Para la mayoría de los pacientes, las válvulas disponibles funcionan de manera comparable”, apunta el cardiólogo Scott Lilly, codirector del programa de corazón estructural en el Hospital Ross. “Sin embargo, en algunos casos la anatomía del paciente puede crear complicaciones. Por ejemplo, el paciente puede tener nódulos calcificados en la válvula o arterias coronarias que se encuentran cerca de la válvula La capacidad de reconstruir las áreas donde va a descansar la válvula es importante".

En general, hay dos opciones para reemplazar la válvula enferma: cirugía a corazón abierto a través de una abertura en el tórax, o un método transcatéter, menos invasivo, que despliega una válvula de tejido (bioprostética) a través de un vaso sanguíneo en la pierna.

Para ayudar a decidir qué enfoque y qué válvula es el adecuada para cada paciente, los médicos e ingenieros biomédicos del la Universidad del Estado de Ohio hacen algo único: crean modelos 3D personalizados de la válvula aórtica y estructuras vecinas y simulan cómo funcionará la nueva válvula. Este grupo se reúne semanalmente para decidir juntos qué será lo mejor para el paciente.

La impresora 3D modela la pieza a partir de un TAC que se le hace antes al paciente. Una vez con la válvula impresa con material flexible, se carga en un simulador de corazón, no muy distinto al que se ve en este reportaje grabado en el Hospital Gregorio Marañón de Madrid. La máquina bombea sangre y se graba a cámara superlenta.

Según el doctor Prasad Dasi, de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Ohio, "utilizando láser y cámara de alta velocidad, podemos medir el movimiento del flujo sanguíneo y los patrones de vórtice con y sin válvula de reemplazo. Podemos modelar diversas terapias, posiciones y tipos de válvulas para comprender mejor problemas como fugas, coágulos u obstrucción coronaria". Se puede observar, así, cómo las diferentes válvulas no sólo alivian la estenosis, sino que también minimizan la probabilidad de que se formen coágulos de sangre.

El equipo ya está mirando hacia el futuro para mejorar las válvulas de tejido de vaca y cerdo.Están desarrollando versiones sintéticas mejoradas con biomoléculas que podrían hacer que las futuras válvulas cardíacas sean más duraderas y rentables.