L’Hospital Sant Joan de Déu Barcelona imprimeix en 3D models anatòmics per a la planificació i simulació de cirurgies complexes

Pioners en la recerca i implementació de noves tecnologies, l’Hospital Sant Joan de Déu Barcelona utilitza l’ús de models anatòmics impresos en 3D per a la planificació i simulació d’unes 200 cirurgies a l’any. Utilitzant impressores BCN3D Epsilon W50 i Sigmax, es van crear biomodels impresos en 3D d’un tumor, el crani circumdant i els implants necessaris que van seguir per a un procediment de resecció. Parlem amb els radiòlegs, oncòlegs, enginyers i cirurgians que van contribuir a l’èxit d’aquest cas.

Independentment de la gravetat de qualsevol cirurgia determinada, cadascuna comporta els seus propis riscos i regulacions. Per a l’Hospital Sant Joan de Déu de Barcelona privat i sense ànim de lucre, la impressió 3D està ajudant a cobrir les necessitats pediàtriques i de maternitat del públic en unes 200 intervencions quirúrgiques a l’any. Vam fer una visita a l’equip col·lectiu de cirurgians, enginyers i més per parlar d’un cas concret en què es va utilitzar un biomodel per a un cas d’oncologia per a la planificació 3D i la pròpia cirurgia. Seguim el cas des de les primeres impressions del radiòleg fins al resultat per al mateix pacient.

Entrant a l’Hospital Sant Joan de Déu Barcelona

Número 3 en activitat a Europa i número 1 en activitat en pediatria a Espanya, l’Hospital Sant Joan de Déu Barcelona es dobla com a hospital universitari, desenvolupant recerca, innovació i educació. Amb passadissos de temàtica animal, peces interactives i música en directe que flueix per tota la recepció, tot està dirigit a fer que els pacients siguin el més tranquils possible.

L’expansió exponencial de la impressió 3D

La planificació i la impressió 3D van entrar a l’Hospital Sant Joan de Déu Barcelona l’any 2013 després que el Dr. Lucas Krauel demanés específicament un biomodel per complementar la planificació d’un cas oncològic complicat. A partir d’aquí, l’ús d’aquesta tecnologia es va expandir de manera exponencial, donant lloc a la creació d’un grup multidisciplinari.

“Avui en dia, tenim més de 200 cirurgies previstes amb impressió 3D i 9 especialitats diferents que es beneficien d’aquesta tecnologia”. – Arnau Valls, enginyer d’innovació i responsable tècnic de la unitat d’impressió 3D de l’Hospital Sant Joan de Déu Barcelona.

La unitat 3D de l’Hospital Sant Joan de Déu de Barcelona, ​​el laboratori 3DForHealth (3D4H), es va establir oficialment l’any 2016 gràcies al treball de radiòlegs, cirurgians, enginyers i experts financers i en simulació. En permetre la planificació 3D, la simulació virtual i la creació de models anatòmics impresos en 3D i guies de tall i posicionament necessàries per a cirurgies complexes i implants personalitzats, proporciona les necessitats de totes les especialitats pediàtriques. Les seves accions cobreixen una àmplia base d’educació, projectes d’R+D per a nous dispositius, desenvolupament de simuladors per a necessitats específiques, etc. Aquesta unitat 3D és la primera d’Espanya acreditada per la Generalitat de Catalunya per la qualitat de la seva impressió pròpia.

El cas en qüestió

Per a aquest pacient en concret, ja s’havia sotmès a una cirurgia que va resultar en l’extirpació del seu ull esquerre. A causa d’una predisposició al desenvolupament d’altres tumors, i malgrat les rondes de radioteràpia i quimioteràpia que van durar 3 mesos, un tumor va romandre centrat a l’os maxil·lar dret. Com que la quimioteràpia no és tan eficaç en aquest tipus de tumors, era fonamental que es pogués realitzar una resecció completa.

Per descomptat, en una cirurgia complexa com aquesta, hi ha una sèrie de factors clau a tenir en compte. En primer lloc, la zona afectada era la cara, una part òbviament important de la identitat del pacient. En segon lloc, és un nen en creixement; l’equip havia de tenir en compte les etapes de creixement de l’esquelet que seguirien. Finalment, el fet que el pacient hagués perdut l’ull del costat esquerre significava mantenir l’ull dret i la vista era imprescindible.

El camí cap a la ressecció  

Com a col·laboració col·lectiva de totes les especialitats, especialment oncologia i cirurgia maxil·lofacial, el procés va començar amb l’ús de tècniques d’imatge (TC i ressonància magnètica) de radiòlegs per realitzar proves tant del millor diagnòstic com dels millors protocols a seguir. A continuació, es van recopilar les troballes juntament amb la informació preexistent sobre aquest tipus de tumor. Aquesta etapa no només és crucial per avaluar i predir el cas, sinó que també va tenir un paper important en la planificació de la part estètica de les coses.

A continuació, l’equip de radiòlegs, cirurgians i enginyers d’impressió 3D es van reunir per decidir quins aspectes s’havien d’imprimir, crear la segmentació escollida al fitxer CAD i començar la planificació i simulació 3D. Aquí, el grup va decidir que era millor imprimir diferents parts del crani i el propi tumor. També es van imprimir en 3D els prototips de les plaques de titani que s’havien d’inserir.

L’ABS de BASF va ser escollit per replicar el color i l’anatomia dels ossos. Aquests biomodels serveixen com a ajuda visual, retratant les relacions anatòmiques entre el tumor i les zones del crani. L’equip de SJD va triar les impressores BCN3D per obtenir resultats d’impressió realistes que són els millors pel preu.

Aquestes peces impreses en 3D permeten que els metges puguin verificar que els implants s’ajusten al pacient. Actuant com a mitjà d’estricte control de qualitat, també poden simular la pròpia cirurgia, definir els límits de les incisions per a la cirurgia i practicar els talls que cal fer.

El mateix dia de la cirurgia, tant les imatges com els mateixos biomodels físics es podien trobar a distància com a referència. Tenir aquest resultat planificat ofereix als metges un punt de referència per treballar i una confiança addicional.

“La impressió 3D ens va ajudar a evitar possibles cirurgies postoperatòries i va millorar la qualitat tant del pacient com del procés quirúrgic”. – Dra. Adaia Valls, cirurgiana maxil·lofacial de l’Hospital Sant Joan de Déu Barcelona.

“La veritat és que inicialment va ser una mica complicat perquè es tracta de la cara. Ens preguntàvem si hi hauria moltes cicatrius… però la cirurgia va anar molt bé i les cicatrius són mínimes. A partir d’aquí, seguim avançant i seguint el protocol marcat”. – Klever, pare del pacient Andrés.

El bon funcionament d’aquesta intervenció quirúrgica i el reflex de l’experiència del mateix pacient és testimoni de l’equip de l’Hospital Sant Joan de Déu Barcelona. La impressió 3D és un actor clau en l’avenç dels models mèdics cada cop més precisos; el laboratori 3DForHealth procedirà, juntament amb la combinació de noves tecnologies, a millorar la creació d’eines de guia i posicionament específiques per al pacient i el cirurgià. A més, l’equip pretén imitar millor els teixits vius mitjançant la investigació de propietats mecàniques, colors i textures. Un altre àmbit de desenvolupament és el de la bioimpressió, on les peces impreses actuen com a solució directament per al pacient i els productes farmacèutics impresos en 3D que es poden personalitzar. està clar que la impressió 3D té i continuarà tenint un impacte en la manera com ens apropem a la medicina.