Impresión 3D de cerebros y cráneos para facilitar las cirugías

Cuando el doctor Eyal Kimchi tuvo por primera vez un cerebro entre sus manos, se asombró de lo frágil que parecía. Pero cuando sostuvo un cerebro impreso en 3D, sin la necesidad de usar guantes para protegerse de los compuestos químicos que se usan para preservar el órgano, la sensación fue otra: se maravilló al poder recorrer el contorno con sus dedos y darse cuenta de lo difícil que era deslizarlos por el relieve.

El investigador, junto a un grupo de colegas de la Escuela de Medicina de Harvard y el Hospital General de Massachusetts, en Estados Unidos, desarrolló un procedimiento de bajo costo para imprimir modelos de cerebros y cráneos en 3D, el cual se publicó en agosto pasado en la revista PLOS One. El método podría mejorar la planeación de neurocirugías y la educación del paciente. “Ya hay varios hospitales que utilizan esta tecnología”, señaló Kimchi.

Las técnicas de neuroimágenes, como la resonancia magnética y las tomografías computadas, ofrecen información en formato 2D, pero no permiten apreciar los relieves del cerebro (circonvoluciones) o las curvas del cráneo. Contar con un prototipo que permita la interacción física con esas partes ayudaría, por ejemplo, a la planeación de implantes de electrodos intracraneales en casos de epilepsia. O podría mejorar la comunicación entre el médico y el paciente, a la hora de explicar algún procedimiento.

“Para muchas personas de nuestro laboratorio, el cerebro (impreso en 3D) es mucho más pequeño de lo que se percibe en un monitor de computadora”, aclaró el también líder del Delirium Lab en el Hospital de Massachusetts. “Es sorprendente”.

Con la información de las técnicas de imagen, los investigadores imprimieron diecinueve hemisferios cerebrales, provenientes de siete pacientes, en dos impresoras 3D de código abierto, es decir, software distribuido y desarrollado libremente.

El costo aproximado de cada hemisferio fue de tres a cuatro dólares, en el material plástico utilizado, y el proceso total tomó de 14 a 17 horas. La impresión del cráneo tuvo un costo de uno a cinco dólares y tomó 14 horas en total.

El equipo de investigadores realizó además encuestas en quince pacientes y once médicos del hospital. Los resultados arrojaron que el 53% y 64%, respectivamente, mostraba interés en el procedimiento, indicando que un modelo de cerebro personalizado podría ser de mucha ayuda.

Diego Martínez, neurocirujano del Hospital Santa Lucía, de Buenos Aires, opina que contar con un prototipo así permitiría una planificación preparatoria más individual, lo cual podría mejorar la confianza de quienes se someten a un procedimiento quirúrgico.

“La única desventaja real es que las imágenes de reconstrucción son estáticas y, por ende, no toman en cuenta los cambios dinámicos que sufre el cerebro luego de la apertura y salida del líquido cefalorraquídeo”, reflexionó.

Por otro lado, Kimchi explicó que, aunque el proceso podría aplicarse en distintos hospitales, es necesario demostrar con más claridad sus beneficios, contar con mayor rapidez y simpleza en la impresión, y tener mejores métodos para destacar las áreas del cerebro que requieren atención clínica. Esto último dependerá, en parte, del uso de la mezcla de diversos materiales, lo cual aún no se logra fácilmente en impresoras de escritorio de bajo costo.

“Nuestro enfoque todavía requiere desarrollar cierta familiaridad. La impresión 3D está aún en evolución. Afortunadamente, hay trabajo en curso para fomentar estos avances”, puntualizó el investigador.