“Los modelos de corazón en 3D han revolucionado el tratamiento de los casos más complejos”

Israel Valverde.

– ¿Cuál es la principal aportación de la técnica de impresión 3D en el ámbito de las cardiopatías congénitas pediátricas?

La primera está relacionada con la planificación quirúrgica. Los modelos 3D permiten a los cirujanos contar con una copia exacta del corazón que van a intervenir al día siguiente. Ello permite evaluar diferentes técnicas y anticipar complicaciones sin que exista riesgo para el paciente. Se puede ir directamente a realizar la cirugía más óptima, sin perder tiempo. Cada minuto ahorrado antes del quirófano está directamente relacionado con la mejora en la supervivencia. A ésta se suma el hecho de poder ensayar sobre los modelos 3D diferentes técnicas de cateterismo cardiaco. Ello nos permite evaluar diferentes tamaños de dispositivos hasta encontrar el que mejor se adapta a la geometría cardiovascular del paciente. Esto ahorra complicaciones debidas a la selección inadecuada de un dispositivo.

-También serán muy útiles estos modelos para la docencia en un campo tan variado y complejo como el de las cardiopatías congénitas.

El espectro es enorme y con una variabilidad muy amplia lo que complica enormemente su comprensión y aprendizaje. Los modelos 3D ayudan a comprender la anatomía cardiaca y las relaciones espaciales entre las estructuras cardiacas. Esto es muy importante para los estudiantes de Medicina y médicos internos residentes en formación.

-¿En qué consiste exactamente esta tecnología?

La impresión 3D es la evolución natural de las pruebas de imagen, como la resonancia magnética cardiaca o la tomografía axial computerizada. Consiste en obtener la información de la anatomía desde una pantalla de ordenador y pasarla a un modelo físico, que es una réplica exacta y a tamaño real de la anatomía del paciente, y que puede palparse, tocarse, y con la que podemos interaccionar cortándola con un bisturí quirúrgico o liberando un ‘stent’(dispositivo con forma de muelle que ayuda a corregir el estrechamiento de las arterias) para observar directamente los resultados de nuestras técnicas. Han supuesto una revolución en la forma en que manejamos y nos enfrentamos a los casos más complejos.

-¿Qué papel juega en el campo de las cardiopatías congénitas?

Cardiólogos, hemodinamistas y cirujanos dependen de su habilidad, desarrollada tras años de experiencia, para ensamblar en su cerebro, como si de un rompecabezas tridimensional se tratara, las múltiples imágenes bidimensionales obtenidas por las técnicas de imagen como resonancia y TAC, y así comprender la complejidad de la cardiopatía a la que se enfrentan. Para mayor limitación, dichas imágenes habitualmente se proyectan y amplían en una pantalla plana, por lo que no representan el tamaño real de las estructuras.

-¿Cómo se lleva a cabo el proceso de impresión del modelo en 3D de un corazón que se vaya a intervenir quirúrgicamente? ¿Qué tecnología es necesaria?

La obtención de un modelo 3D es un proceso complejo que requiere de un equipo multidisciplinar de radiólogos, cardiólogos, pediatras e ingenieros que trabajan conjuntamente en las diferentes etapas: adquisición de la imagen médica, segmentación, diseño asistido por ordenador y, finalmente, la impresión 3D.

-¿Cuál es el papel del médico y cuál el del ingeniero?

A partir de las imágenes médicas se realiza la segmentación, que es el proceso mediante el que se seleccionan los elementos cardiovasculares de interés, como la aorta y ventrículos, y se excluyen otras estructuras no relevantes, como huesos o pulmones. Posteriormente, se realiza la impresión 3D. En nuestro caso utilizamos una tecnología llamada fabricación aditiva, en la que el objeto 3D se construye añadiendo nuevo material a una superficie existente a modo de capas. Aquí es donde es fundamental el trabajo del ingeniero para optimizar esta tecnología y conseguir la precisión necesaria.

Investigación y tecnología 3D hecha en Andalucía

-¿Cómo surgió este proyecto y quiénes lo llevan a cabo?

En un congreso de ingenieros tuve la suerte de conocer el trabajo de impresión 3D que el doctor Tomás Gómez Cía estaba desarrollando en mi hospital en áreas como la cirugía maxilofacial. Un día después ya estábamos reunidos para ‘retar’ a Gorka Gómez, ingeniero industrial que comienza a poner a punto esta tecnología para su aplicación en el campo de la medicina, a exprimir y optimizar la tecnología de impresión 3D para su uso en un campo mucho más difícil, el de las cardiopatías congénitas. Son estructuras geométricas más complejas, de pequeño tamaño al tratarse de pacientes pediátricos y necesitábamos modelos flexibles que pudieran ser diseccionados con bisturí. Para completar el equipo se sumó Antonio Ordoñez,  jefe del Grupo de Fisiopatología cardiovascular del Instituto de Biomedicina de Sevilla (IBIS), que hizo posible que pudiera incorporarme a su grupo y me dio el apoyo para que me pudiera dedicar a la investigación y a este proyecto en particular.

Biomodelo en 3D.

-El uso de biomodelos en 3D se ha aplicado ya en varias ocasiones en operaciones de corazón en Andalucía y en colaboración con otros países.  ¿Cuándo y dónde se ha utilizado?

El Hospital Virgen del Rocío inició en 2011 el programa de impresión 3D liderado por Tomás Gómez Cía, jefe de Servicio de Cirugía Plástica, tras la incorporación al equipo de Gorka Gómez. Desde entonces, esta tecnología de impresión 3D se utiliza en prácticamente todas las especialidades quirúrgicas del hospital, como Cirugía Plástica, Maxilofacial, Neurocirugía, Traumatología, Cirugía Oncológica y Cirugía cardiaca.

-¿Cómo se están incorporando los biomodelos en 3D  en el sistema sanitario andaluz? ¿Quién puede acceder actualmente a esta tecnología?

Desde el Hospital Virgen del Rocío se está dando soporte a otros hospitales de Andalucía, como el Hospital Carlos Haya de Málaga o el Hospital Reina Sofía de Córdoba. Pero no sólo a nivel autonómico, pues se han enviado modelos 3D para planificar la cirugía cardiaca a otros hospitales de España,como el Gregorio Marañón (Madrid) o el Sant Joan de Deu (Barcelona), así como a otros hospitales internacionales, como los de Leiden (Holanda), Londres (Reino Unido), Pisa (Italia), Montreal (Canadá) o Beiurut (Líbano). En resumen, hemos impreso más de 50 modelos cardiacos de pacientes procedentes de 15 hospitales de 7 países del mundo.

-¿Hacia dónde va la investigación en este campo? ¿Cuáles son las perspectivas de futuro para la impresión 3D aplicada a la planificación quirúrgica?

El futuro está en la bioimpresión 3D. Lograr pasar de impresión en materiales plásticos a células vivas, de forma que se puedan imprimir implantes personalizados y compatibles con cada paciente en particular. Este es el nuevo reto que nos hemos fijado, aunque sabemos que aún tardaremos muchos años en tener los primeros éxitos y quedarán aún muchos años más hasta que esta tecnología pueda ser aplicada en pacientes.