Los modelos de simulación de huesos impresos en 3D están revolucionando la formación médica, la planificación quirúrgica, la investigación y el desarrollo de productos sanitarios al poner en manos de profesionales sanitarios, investigadores e ingenieros réplicas de estructuras óseas realistas y específicas para cada paciente.
La producción in situ de modelos de simulación ósea ofrece una serie de ventajas respecto a los métodos tradicionales que utilizan huesos de cadáveres o modelos genéricos externalizados: costes más reducidos, un acortamiento de los tiempos de espera y la oportunidad de crear geometrías personalizadas o adaptadas para cada paciente.
Para determinar cuáles son los materiales de nuestro amplio catálogo que son más parecidos al hueso, recogimos opiniones detalladas de ocho colaboradores clínicos y de otros miembros de su sector, todos ellos con amplia experiencia en el corte y la perforación de huesos.
- A cada colaborador se le proporcionó una serie de modelos óseos basados en los escaneos de sus propios pacientes e impresos con una serie de materiales diferentes.
- Los colaboradores llevaron a cabo procedimientos estándar con estos modelos, como el corte y la perforación con taladros, sierras y escariadores para huesos.
- Se recopiló información cualitativa realizando videollamadas con los colaboradores, mientras que las valoraciones de tipo cuantitativo se obtuvieron mediante una matriz de puntuación que calificaba diversas cualidades similares a las de los huesos en los materiales.
- Los materiales recomendados se determinaron en función de su puntuación general de rendimiento, y estos resultados se apoyaron en opiniones cualitativas.
Los dos materiales que se recomiendan actualmente para la simulación de huesos son la BioMed Durable Resin y la Rigid 4000 Resin. Para conocer un proceso completo paso a paso, descarga la guía completa sobre el uso de la impresión 3D por estereolitografía (SLA) para la fabricación in situ de modelos anatómicos similares a los huesos destinados a operaciones de corte y perforación.
Habla con nuestro equipo de ventas para el sector médico
Independientemente de si lo que necesitas es fabricar herramientas quirúrgicas adaptadas a los pacientes o crear prototipos para un producto sanitario cardíaco, nosotros estamos aquí para ayudarte. El equipo Formlabs Medical es un grupo de especialistas que saben exactamente cómo ofrecer la asistencia que tu negocio y tú necesitáis.
¿Qué es un modelo de simulación de huesos?
Los modelos de simulación de huesos son modelos anatómicos funcionales que presentan propiedades mecánicas similares a las del hueso real cuando se cortan o perforan. Estos modelos se utilizan a menudo en entornos de educación médica para prácticas y formación en cirugía. A veces, estos modelos se crean a partir de escaneos de pacientes para modelar la anatomía asociada a un caso quirúrgico concreto. En estos casos, los médicos utilizan los modelos para practicar un determinado enfoque antes de la operación real, e incluso se pueden esterilizar para que los cirujanos los lleven al quirófano. En otros casos, los desarrolladores de productos sanitarios pueden utilizar los modelos de simulación de huesos para poner a prueba el ajuste y la funcionalidad de herramientas que interactúan con los huesos, como guías de corte y plantillas.
Modelos para practicar osteotomías nasales, impresos con la Rigid 4000 Resin y curados sin calor (izquierda) y con la BioMed Durable Resin (derecha), cortesía de la Dra. Lauren Schlegel del Beth Israel Deaconess Medical Center.
Modelo de columna vertebral impreso con la Rigid 4000 Resin y curado sin calor.
Elección del material adecuado para la impresión 3D de modelos de simulación de huesos
Nuestra principal recomendación de material para la impresión 3D de modelos de simulación de huesos es la BioMed Durable Resin. La BioMed Durable Resin es un material transparente desarrollado para aplicaciones biocompatibles que requieran resistencia a los impactos, la rotura y la abrasión. A pesar de ser transparente, la BioMed Durable Resin obtuvo el mejor rendimiento mecánico, similar al del hueso. Algunos testers incluso dijeron que preferían la transparencia del material a los modelos de huesos opacos estándar, porque permitía visualizar mejor el procedimiento que se estaba practicando. La radioopacidad de la BioMed Durable Resin es de aproximadamente 84 HU, que es inferior a la de la mayoría de los tipos de hueso, pero sigue siendo visible mediante TAC. Las piezas impresas con la BioMed Durable Resin pueden esterilizarse, por lo que son adecuadas para su uso en el quirófano o para la planificación quirúrgica.
"La BioMed Durable Resin consigue la combinación perfecta entre la poca flexibilidad que proporcionan los huesos más delgados y su capacidad de sufrir fracturas realistas bajo presión. Al combinarlas con su facilidad de impresión, este material se ajusta perfectamente a la simulación médica".
Dra. Lauren Schlegel, Beth Israel Deaconess Medical Center
Nuestra recomendación secundaria para los modelos de simulación de huesos es la Rigid 4000 Resin, curada sin calor. La Rigid 4000 Resin no obtuvo una puntuación tan alta como la BioMed Durable Resin en cuanto a su similitud mecánica con el hueso, pero aun así fue una de las mejores. Este material resultó especialmente atractivo para los testers que querían que los modelos fueran opacos. El curado sin calor permite a los usuarios diferenciar las propiedades mecánicas del exterior del modelo de las del interior del mismo, en un intento de simular mejor las diferencias mecánicas entre el hueso esponjoso y el hueso compacto. La radioopacidad de la Rigid 4000 Resin es de 341 HU, que se encuentra aproximadamente dentro del intervalo correspondiente al hueso esponjoso.
Puedes encontrar más información sobre el procedimiento utilizado para determinar estos valores de radioopacidad aquí.
| BioMed Durable Resin | Rigid 4000 Resin | |
|---|---|---|
| Rendimiento mecánico | ★★★★★ | ★★★☆☆ |
| Semejanza visual al hueso | ☆☆☆☆☆ | ★★★★☆ |
| Semejanza de radioopacidad al hueso | ★★☆☆☆ | ★★★★☆ |
| Biocompatible | ✔ | ✘ |
| Esterilizable | ✔ | ✘ |
*A la hora de producir estos modelos, la Rigid 4000 Resin se cura sin calor. Para obtener instrucciones completas de poscurado, descarga la guía.
Modelos anatómicos de simulación de huesos impresos con la Rigid 4000 Resin curada sin calor (izquierda) y la BioMed Durable Resin (derecha).
"La BioMed Durable Resin es mi resina preferida para crear modelos similares a los huesos. La transparencia de este material es lo que considero más útil en los casos clínicos, ya que permite identificar fácilmente todos los puntos de referencia anatómicos importantes en la preparación de la cirugía. En mi clínica, la BioMed Durable Resin también se utiliza para la enseñanza/formación, ya que ofrece a los principiantes una visibilidad total de las estructuras importantes que se van a tratar durante los procedimientos".
Desmond Tan, cirujano veterinario de Alfred Veterinary Orthopedics
Muestras de las resinas BioMed
Cada muestra de las resinas BioMed incluye diseños en relieve o grabados en sus superficies, grosores de 0,5-2 mm e información normativa exclusiva de la resina en cuestión.
Resinas biocompatibles de Formlabs: Una guía exhaustiva para elegir el material adecuado
El objetivo de este artículo es ayudar a los usuarios a comparar y contrastar nuestros materiales biocompatibles para determinar cuál es el que se ajusta mejor al uso médico que quieren darle.
Diseño e impresión de modelos de simulación de huesos paso a paso
Segmentación de la anatomía ósea basada en el escaneo de un paciente usando Materialise Mimics Innovation Suite.
Diseño
Empieza con una imagen de TAC, resonancia magnética o ecografía 3D de los huesos en cuestión y realiza la segmentación utilizando tu software de segmentación preferido. Algunos modelos óseos pueden requerir modificaciones adicionales para imprimirse con éxito. En algunos casos, puede que necesites añadir agujeros de drenaje o engrosar las zonas más débiles. Asegúrate de que el modelo acabado sigue las recomendaciones de diseño de Formlabs para las impresoras de la serie Form 4, la Form 3/3B, o la Form 3L/3BL.
Ejemplo de una orientación preferible para una pieza larga. El ángulo pronunciado de la impresión permite que la pieza se sostenga en gran medida por sí misma, lo que reduce la densidad de los soportes y permite que quepan más piezas sobre la base de impresión. El modelo lo ha proporcionado el Dr. Desmond Tan de Alfred Veterinary Orthopedics a través de Alogus Innovation.
Impresión
Importa tu archivo en PreForm. Configura la impresión orientándola, añadiendo soportes y estableciendo la ubicación de las piezas sobre la base de impresión. Si es necesario, se pueden añadir identificadores de paciente a la base o a la pieza antes de enviar la impresión a la impresora.
Advertencia: Para lograr la total conformidad y biocompatibilidad de la BioMed Durable Resin, es necesario utilizar un tanque de resina y una base de impresión exclusivamente para ella. Es posible que no sea necesario tener total conformidad normativa y biocompatibilidad para todas las aplicaciones de simulación de huesos.
Modelo de ilion impreso con la Rigid 4000 Resin, recién sacado de la Form 4B.
Posacabado
Tras la impresión, retira la pieza de la base de impresión y lávala en la Form Wash o la Form Wash L. Retira los soportes, realiza otro lavado y deja que las piezas se sequen antes de seguir las indicaciones de curado. Consulta el libro blanco para conocer los tiempos de poscurado que ayudarán a obtener un rendimiento mecánico más parecido al del hueso.
Advertencia: Para conseguir total conformidad y biocompatibilidad, la BioMed Durable Resin requiere dedicar a ella una Form Wash o Form Wash L específica. Utiliza esta Form Wash o Form Wash L solo con otras resinas biocompatibles de Formlabs.
Biocompatibilidad y esterilización
La BioMed Durable Resin es un material con certificación ISO 10993 y Clase VI USP. Se fabrica en instalaciones registradas con la FDA y con certificación ISO 13485 y se puede utilizar para aplicaciones en contacto de larga duración con la piel y con membranas mucosas (más de 30 días), así como para productos comunicados con el exterior que están en un contacto de corta duración con tejidos/hueso/dentina (24 horas o menos). La BioMed Durable Resin puede esterilizarse mediante vapor, rayos gamma, óxido de etileno y métodos de esterilización por haz de electrones. Las indicaciones de esterilización y los resultados de la resina BioMed Durable Resin están disponibles previa solicitud.
La Rigid 4000 Resin es un material de ingeniería estándar y no se desarrolló pensando específicamente en aplicaciones médicas. Por este motivo, la Rigid 4000 Resin no se ha sometido a ensayos de biocompatibilidad y actualmente no dispone de indicaciones de esterilización/desinfección.
Esterilización de modelos impresos en 3D con STERIS y Formlabs
Aunque la esterilización de las piezas impresas en 3D es un paso importante a tener en cuenta, la información pertinente puede ser difícil de obtener. Aprende cómo se utilizan las piezas impresas en 3D con STERIS, proveedor líder de productos para la prevención de infecciones y otros procedimientos.
Empieza a imprimir en 3D in situ
Los modelos de simulación de huesos ofrecen ventajas para la formación y educación médicas, la planificación quirúrgica, la investigación y el desarrollo de productos sanitarios. La impresión 3D in situ de modelos de simulación ósea es menos costosa, más rápida y más personalizable que utilizar huesos de cadáveres o modelos genéricos externalizados. Con la opción de contar con modelos esterilizables, los modelos de simulación de huesos pueden incluso llevarse a los quirófanos como referencia durante la cirugía.
Descarga la guía de aplicación completa para saber más o explora la Form 4B para empezar a imprimir. Habla con un experto en impresión 3D para saber cómo la impresión 3D puede ayudarte a alcanzar tus objetivos.
