Un equipo internacional de investigación, liderado por el IMDEA Materials Institute y la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), ha dado un paso significativo en la fabricación de dispositivos médicos cardiovasculares personalizados mediante un innovador método de impresión 3D utilizando nitinol, una aleación superelástica. Este avance, publicado en la revista npj Metamaterials, también involucró a investigadores del Massachusetts Institute of Technology (MIT) y la Universidad de Galway.
Desarrollo de estructuras trenzadas flexibles
La nueva técnica permite diseñar y fabricar estructuras trenzadas altamente flexibles en un solo paso de producción. Estas estructuras imitan la forma de los vasos sanguíneos y pueden ser comprimidas sin fallar, lo que facilita su entrega a través de un catéter. Este desarrollo aborda uno de los principales retos en la fabricación de dispositivos transcatéter mínimamente invasivos (MITDs), que es la dificultad de crear implantes con geometrías tridimensionales complejas adaptadas a las necesidades específicas de cada paciente.
Limitaciones de los métodos de fabricación actuales
El Dr. Carlos Aguilar Vega, uno de los autores del estudio, destacó que, a pesar de la adopción clínica generalizada de los dispositivos MITDs basados en nitinol, los métodos de fabricación actuales imponen limitaciones geométricas fundamentales que restringen su optimización y personalización. Aunque se han realizado avances en técnicas de metalurgia en polvo, como el sinterizado por plasma de chispa, sigue siendo un desafío desarrollar implantes que combinen geometrías complejas, flexibilidad mecánica y adaptación anatómica específica del paciente.
Ventajas de las arquitecturas trenzadas
Los dispositivos médicos metálicos producidos mediante fabricación aditiva suelen basarse en estructuras de celosía, que dependen del doblado de elementos rígidos para su comportamiento mecánico. Sin embargo, estas estructuras convencionales no pueden soportar las grandes deformaciones requeridas en aplicaciones transcatéter, ya que se vuelven excesivamente rígidas y pueden ejercer fuerzas altas sobre las paredes arteriales, aumentando el riesgo de fractura.
En contraste, las arquitecturas trenzadas permiten una deformación más eficiente a través del movimiento y reorientación de filamentos entrelazados, similar a los stents trenzados convencionales. Esto les permite soportar compresiones de hasta el 50% de su diámetro original, manteniendo más del 90% de su recuperación elástica, lo que representa una mejora significativa en comparación con las estructuras de celosía convencionales.
Próximos pasos en la investigación
A pesar de los resultados prometedores, el equipo de investigación planea realizar pruebas de biocompatibilidad in vitro y estudios en animales antes de avanzar hacia investigaciones clínicas en pacientes. Además, los investigadores identifican el desarrollo de dispositivos neurovasculares como una de las próximas fronteras en este campo, lo que requerirá una miniaturización adicional de las estructuras complejas de NiTi y la exploración de tecnologías como la impresión 3D de alta precisión.
Este avance en la impresión 3D de dispositivos cardiovasculares personalizados no solo tiene el potencial de mejorar la atención médica, sino que también podría abrir nuevas posibilidades en el tratamiento de enfermedades en regiones difíciles de acceder del cerebro.
Fuente: Información elaborada a partir de la publicación original.
