El Hospital Sant Joan de Déu Barcelona imprime en 3D modelos anatómicos para la planificación y simulación de cirugías complejas

Pioneros en la investigación e implementación de nuevas tecnologías, el Hospital Infantil SJD Barcelona emplea el uso de modelos anatómicos impresos en 3D para la planificación y simulación de unas 200 cirugías al año. Utilizando las impresoras BCN3D Epsilon W50 y Sigmax, se crearon biomodelos impresos en 3D de un tumor, del cráneo circundante y de los implantes necesarios para un procedimiento de resección. Hablamos con los radiólogos, oncólogos, ingenieros y cirujanos que contribuyeron al éxito de este caso.

Independientemente de la gravedad de cualquier cirugía, cada una conlleva sus propios riesgos y normas. En el Hospital Sant Joan de Déu Barcelona, un centro privado sin ánimo de lucro, la impresión 3D ayuda a atender las necesidades pediátricas y de maternidad del público en unas 200 cirugías al año. Hicimos una visita al equipo colectivo de cirujanos, ingenieros y demás para hablar de un caso concreto en el que se utilizó un biomodelo para un caso de oncología para la planificación en 3D y la propia cirugía. Seguimos el caso desde las primeras impresiones del radiólogo hasta el resultado para el propio paciente.

Entrando en el Hospital Sant Joan de Déu Barcelona

Número 3 en actividad en Europa y número 1 en actividad en pediatría en España, el Hospital Sant Joan de Déu Barcelona hace las veces de hospital universitario, llevando a cabo investigación, innovación y educación. Con pasillos temáticos de animales, piezas interactivas y música en directo que fluye por toda la recepción, todo está dirigido a que los pacientes estén lo más tranquilos posible. 

La expansión exponencial de la impresión 3D

La planificación y la impresión 3D se abrieron paso en el hospital en 2013, después de que Dr. Lucas Krauel solicitara específicamente un biomodelo para complementar la planificación de un caso oncológico complicado. A partir de ahí, el uso de esta tecnología se expandió exponencialmente, dando lugar a la creación de un grupo multidisciplinar. 

“Actualmente, tenemos más de 200 cirugías planificadas con impresión 3D y 9 especialidades diferentes que se están beneficiando de esta tecnología“. – Arnau Valls, ingeniero de innovación y responsable técnico de la unidad de impresión 3D del Hospital Sant Joan de Déu Barcelona.

La unidad 3D del hospital, el laboratorio  3DForHealth (3D4H), se estableció oficialmente en 2016 gracias al trabajo de radiólogos, cirujanos,  ingenieros y expertos en finanzas y simulación. Al permitir la planificación en 3D, la simulación virtual y la creación de modelos anatómicos impresos en 3D y guías de corte y posicionamiento necesarias para cirugías complejas e implantes personalizados, cubre las necesidades de todas las especialidades pediátricas. Sus actuaciones abarcan una amplia base de formación, proyectos de I+D de nuevos dispositivos, desarrollo de simuladores para necesidades específicas, etc. Esta unidad 3D es la primera en España en ser acreditada por la Generalitat de Catalunya por la calidad de su impresión interna. 

El caso en cuestión

En el caso de este paciente en particular, ya se había sometido a una intervención quirúrgica que dio lugar a la extirpación de su ojo izquierdo. Debido a una predisposición al desarrollo de otros tumores, y a pesar de las rondas de radioterapia y quimioterapia que duraron 3 meses, quedó un tumor centrado en el hueso maxilar derecho. Dado que la quimioterapia no es tan eficaz en este tipo de tumores, era fundamental realizar una resección completa. 

Por supuesto, en una intervención quirúrgica compleja como ésta, hay que tener en cuenta una serie de factores clave. En primer lugar, la zona afectada era la cara, una parte obviamente importante de la identidad del paciente. En segundo lugar, se trata de un niño en crecimiento; el equipo tuvo que tener en cuenta las etapas de crecimiento del esqueleto que seguirían. Por último, el hecho de que el paciente hubiera perdido el ojo del lado izquierdo significaba que era imperativo mantener el ojo derecho y la vista. 

El camino a la resección

Como colaboración colectiva de todas las especialidades, especialmente la oncología y la cirugía maxilofacial, el proceso comenzó con el uso de técnicas de imagen (TAC y RMN) por parte de los radiólogos para realizar pruebas tanto para el mejor diagnóstico como para los mejores protocolos a seguir. A continuación, se recopilaron los resultados junto con la información preexistente sobre este tipo de tumor. Esta etapa no sólo es crucial para la evaluación y la predicción del caso, sino que también desempeñó un papel en la planificación de la parte estética.

A continuación, los radiólogos, los cirujanos y los ingenieros del equipo de impresión 3D se reunieron para decidir qué aspectos imprimir, crear la segmentación elegida en el archivo CAD y comenzar la planificación 3D y la simulación. Aquí, el grupo decidió que lo mejor era imprimir diferentes partes del cráneo y del propio tumor. También se imprimieron en 3D prototipos de las placas de titanio que se iban a insertar.

Se eligió el ABS de BASF para replicar el color y la anatomía de los huesos. Estos biomodelos sirven como ayuda visual, retratando las relaciones anatómicas entre el tumor y las zonas del cráneo. El equipo de SJD eligió las impresoras BCN3D por los resultados de impresión realistas que son los mejores por su precio. 

Estas piezas impresas en 3D permiten a los médicos comprobar que los implantes se ajustan al paciente. Como medio de control de calidad estricto, también pueden simular la propia cirugía, definir los límites de las incisiones para la operación y practicar los cortes que deben realizar.

El día de la operación, tanto las imágenes como los propios biomodelos físicos podían encontrarse a distancia para su consulta. Tener este resultado planificado proporciona a los médicos un punto de referencia para trabajar y una mayor confianza.

“La impresión 3D nos ayudó en evitar eventuales cirugía postoperatorios y nos aumenta la calidad del paciente y del procedimiento quirúrgico”. – Dra. Adaia Valls, cirujana maxilofacial del Hospital Sant Joan de Déu Barcelona.

“La verdad es que al principio era un poco complicado porque es un tema de la cara. Y pensábamos que si, por ejemplo, va a ser muchas cicatrices… pero la cirugía ha resultado realmente bien porque las cicatrices que le ha quedado son mínimas. A raíz de la operación seguimos ahora un protocolo que tenemos que realizar.”. – Klever, padre del paciente, Andrés.

El buen desarrollo de esta cirugía y el reflejo de la experiencia del propio paciente es un testimonio del equipo del Hospital Sant Joan de Déu Barcelona. La impresión 3D es un elemento clave en el avance de los modelos médicos, cada vez más precisos; el laboratorio de  3DForHealth procederá, junto con la combinación de nuevas tecnologías, a mejorar la creación de herramientas de guiado y posicionamiento específicas para pacientes y cirujanos. Además, el equipo pretende imitar mejor los tejidos vivos mediante la investigación de las propiedades mecánicas, los colores y las texturas. Otra área de desarrollo es la de la bioimpresión, en la que las piezas impresas actúan como una solución directa para el paciente y los productos farmacéuticos impresos en 3D que pueden ser personalizados. Está claro que la impresión 3D ha tenido y seguirá teniendo un impacto en la forma en que abordamos la medicina.