Un equipo de ingenieros y cirujanos ortopédicos pediátricos está utilizando la impresión 3D para ayudar a capacitar a los cirujanos y acortar las cirugías para el trastorno de cadera más común que se encuentra en niños de 9 a 16 años. En un estudio reciente, los investigadores mostraron que permitir a los cirujanos prepararse en 3Dmodelo impreso de la articulación de la cadera del paciente redujo en aproximadamente un 25 por ciento el tiempo necesario para la cirugía en comparación con un grupo de control.
El equipo, que incluye bioingenieros de la Universidad de California en San Diego y médicos del Hospital de Niños Rady, detalló sus hallazgos en un número reciente de la Revista de ortopedia infantil .
"Poder practicar en estos modelos 3D es crucial", dijo el Dr. Vidyadhar Upasani, cirujano ortopédico pediátrico de Rady Children's y UC San Diego y autor principal del artículo.
En este estudio, Upasani operó a un total de 10 pacientes. Para cinco de los pacientes, planeó las cirugías usando modelos impresos en 3D. No usó modelos para planificar los otros cinco. Además, otros dos cirujanos operaronen un grupo diferente de cinco pacientes sin usar modelos. En el grupo donde Upasani usó modelos impresos en 3D, las cirugías fueron 38-45 minutos más cortas en comparación con los dos grupos de control. Estos ahorros de tiempo se traducirían en al menos $ 2700 en ahorros por cirugía,Los investigadores dijeron que, por el contrario, después del costo único de comprar una impresora 3D por alrededor de $ 2200, los médicos pueden hacer un modelo para cada cirugía por alrededor de $ 10.
Los resultados del estudio fueron tan positivos que el departamento de ortopedia de Rady Children's adquirió su propia impresora 3D, dijo Upasani. "He visto cuán beneficiosos son los modelos 3D", dijo. "Ahora es difícil planificar cirugías sin ellos"."
La epífisis femoral capital deslizada es una afección que afecta a aproximadamente 11 de cada 100,000 niños en los Estados Unidos cada año.
En esta condición, la cabeza del fémur del paciente se desliza a lo largo de la placa de crecimiento del hueso, deformándola. El objetivo principal de la cirugía es esculpir el fémur en su forma normal y restaurar la función de la cadera. Esto es difícil porque durante la cirugía, el hueso y su placa de crecimiento no son directamente visibles. Por lo tanto, los cirujanos no pueden visualizar en 3D cómo se deforma la placa de crecimiento. La afección se asocia con obesidad y disfunción hormonal y se ha vuelto más común a medida que aumenta la obesidad entre los jóvenes.
Tradicionalmente, antes de la cirugía, los médicos estudian las radiografías del sitio de la cirugía tomadas desde diferentes ángulos, que usan para planificar los cortes óseos. Durante la cirugía, un haz de fluoroscopia de rayos X también brilla periódicamente en el sitio de la cirugía para ayudar a guiarel médico. Estos métodos llevan mucho tiempo y exponen al niño a la radiación. Además, los médicos no tienen un modelo físico para educar a los pacientes o practicar la cirugía de antemano.
Cómo se hicieron los modelos impresos en 3D
En este estudio, dos estudiantes de UC San Diego, Jason Caffrey, en busca de un doctorado en bioingeniería, y Lillia Cherkasskiy, en busca de un MD y dirigiendo su Proyecto de Estudios Independientes, se unieron con Upasani, el profesor de bioingeniería Robert Sah, y suscolegas. Utilizaron software comercialmente disponible para procesar tomografías computarizadas de la pelvis de los pacientes y crear un modelo computarizado de hueso y placa de crecimiento para impresión 3D. Los modelos permitieron a los cirujanos practicar y visualizar la cirugía antes de operar en el mundo real.
Uno de los mayores obstáculos era obtener la textura adecuada para las impresiones en 3D, de modo que imitaran el hueso. Si la textura era demasiado gruesa, el modelo se derretiría bajo las herramientas del cirujano; si era demasiado delgada, se rompería. Los ingenieros finalmentese decidió por una estructura en forma de panal para imitar huesos para sus modelos. El proceso de impresión en sí tomó de cuatro a 10 horas para cada impresión.
El esfuerzo de impresión 3D fue dirigido por Caffrey, en el laboratorio del profesor Sah en la Escuela de Ingeniería Jacobs en UC San Diego. La inspiración y los fundamentos para el estudio provienen de BENG 1, una clase práctica de ingeniería que Sah, unLíder mundial en ingeniería de tejidos y reparación de cartílago, co-enseñó en 2015 y Caffrey ayudó a establecerlo. Los estudiantes imprimieron en 3D modelos de fracturas complejas de hueso de tobillo de tomografías computarizadas de pacientes de UC San Diego. BENG 1 continúa siendo parte de la "Experiencia de Ingeniería"iniciativa presentada por Albert P. Pisano, decano de la Escuela de Ingeniería de Jacobs en UC San Diego.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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