En España, entre un 20 y 48 por ciento de la población adulta sufre, en algún momento de su vida, dificultad para iniciar o mantener el sueño, según la Sociedad Española de Neurología (SEN). Entre los trastornos de sueño más frecuentes se encuentra el insomnio, el síndrome de las piernas inquietas y también el de apneas del sueño.

Mujer durmiendo.

Éste último es un trastorno común en el que una persona deja de respirar mientras duerme y que puede provocar riesgo de desarrollar enfermedades cardiovasculares como arritmias, insuficiencia cardíaca y accidente cerebrovascular. Además, al ser crónico requiere tratamiento a largo plazo y cambios en el estilo de vida. El más utilizado es el CPAP (insuflado de aire en las vías respiratorias). Existen otros alternativos como la utilización de dispositivos que se introducen dentro de la boca para avanzar la mandíbula y que son más silenciosos, económicos, manejables, al mismo tiempo que no requieren suministro de energía frente a otros sistemas eléctricos.

En este sentido, un equipo de médicos e ingenieros trabajan de la mano desde el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Málaga en colaboración con la sección de I+D de la empresa Ortoplus, dedicada a la ortodoncia. Juntos, han diseñado un método para fabricar un dispositivo a medida que permite avanzar la mandíbula mientras se duerme, facilitando así el paso del aire durante las horas de sueño. Con ello, se evitan los ronquidos y se mejora la apertura de las vías respiratorias provocando la ausencia de periodos de apnea.

Materiales biocompatibles

Este aparato personalizado, elaborado con materiales biocompatibles que aún están en fase de prueba, se fabrica con una impresora 3D a partir de un estudio exhaustivo del movimiento mandibular. Hasta el momento, los investigadores han producido varios prototipos con los que han realizado los ensayos clínicos en personas que sufren estos trastornos del sueño.

Equipo de expertos y expertas de la Universidad de Málaga y la empresa Orthoplus que han participado en este trabajo.

Entre las novedades de este estudio, titulado ‘Cam synthesis applied to the design of a customized mandibular advancement device for the treatment of obstructive sleep apnea’ destaca la particularidad de que su diseño se haga de forma personalizada. De esta forma, cada dispositivo se elabora empleando como hoja de ruta una radiografía que recoge datos morfológicos de cada paciente. Esta información se combina además con un análisis cinemático de la mandíbula, es decir, una exploración pormenorizada de todos aquellos parámetros capaces de predecir su movimiento, sobre todo durante las fases de descanso.

La radiografía no es la única forma de recabar los datos necesarios para configurar este aparato. El escáner también supone una herramienta eficaz para ello. Ambos proporcionan a los expertos información detallada del estado y comportamiento de la mandíbula. “Datos como las medidas que indican el avance y retroceso de la mandíbula, o bien cuál es la apertura máxima de la boca resultan indispensables para poder desarrollar un dispositivo eficaz y con garantías”, explica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Málaga Alex Bataller, uno de los responsables de este trabajo.

Unida a su diseño a medida, otra de las mejoras que aporta este sistema es el empleo de dos piezas que permiten que la mandíbula realice sus movimientos naturales evitando al mismo tiempo que se desplace hacia atrás mientras se abre la boca al respirar. “Esta férula que hemos planteado incorpora dos fragmentos con una curva a medida para cada paciente que permiten la movilidad dirigida de la mandíbula. Además, el objetivo principal que buscamos en todo momento es evitar la sensación de ahogo o falta de autonomía en quienes la usan y que supone una de las principales quejas hacia los actuales sistemas que existen en el mercado por parte de los pacientes”, asegura Bataller.

Impresión en 3D
Para fabricar los prototipos de este dispositivo de avance mandibular, los expertos han empleado una impresora en 3D que permite reproducir con total exactitud las dimensiones y características técnicas del dispositivo. “Esta tecnología permite obtener una réplica exacta de lo que buscamos, así como aprovechar la materia prima sin apenas generar desechos. Con todo ello, también nos da la oportunidad de innovar sin interrumpir la producción”, comenta Juan Cabrera, co-autor de esta investigación.

Prototipo del dispositivo diseñado a medida que permite avanzar la posición habitual de la mandíbula mientras se duerme.

En este sentido, los expertos trabajan paralelamente en la búsqueda de materiales biocompatibles alternativos al plástico, uno de los principales usados a día de hoy. “Con el uso, este compuesto va adquiriendo un tono amarillento y al entrar en contacto con la boca una media de 8 horas diarias provoca un desgaste acelerado. Por ello, estamos probando con otros materiales sintéticos o de origen orgánico que cumplan la normativa europea y que estén exentos de peligros al implantarlos o al entrar en contacto con tejidos vivos, en este caso, la boca”, apunta Cabrera.

Todos los ensayos realizados por estos expertos se han probado directamente en personas que padecen trastornos del sueño, concretamente apnea obstructiva del sueño. “La experiencia directa es la única vía para determinar si este tipo de dispositivos satisface las necesidades de pacientes con trastornos de sueño y que puedan mantener la boca cerrada o abierta mientras duermen sin que les provoque situación de angustia o sensación de ahogo”, sostiene este investigador.

Este trabajo de investigación es el resultado de un convenio de colaboración entre Universidad y empresa. La siguiente fase de este estudio, en el que ya investigan los científicos, se centra precisamente en la búsqueda de nuevos biomateriales más resistentes y duraderos que los actuales elaborados a partir de plásticos.

Una vez más, medicina e ingeniería se unen para mejorar la calidad de vida (y de descanso) de todas aquellas personas para quienes hasta ahora irse a dormir no es sinónimo de reponer fuerzas, sino de pasar unas determinadas horas tratando de conciliar el sueño sin dejar de hacer algo vital y necesario, como es respirar.