Estas réplicas de corazones impresas en 3D se ven y bombean como si fueran reales

Investigadores están desarrollando un corazón artificial personalizado impreso en 3D que late como uno real, lo que permite a los médicos personalizar los implantes para pacientes individuales.

Científicos del MIT, que están creando la nueva tecnología, consideran que no hay dos órganos iguales, que el tamaño y la forma varían de una persona a otra. El dispositivo robótico es una réplica suave y flexible que puede imitar la capacidad de bombeo de sangre del órgano.

“Todos los corazones son diferentes”, dice Luca Rosalía, estudiante de posgrado en el Programa de Ciencias y Tecnología de la Salud del MIT-Harvard. “Hay variaciones masivas, especialmente cuando los pacientes están enfermos. La ventaja de nuestro sistema es que podemos recrear no solo la forma del corazón de un paciente, sino también su función tanto en fisiología como en enfermedad”.

El equipo de especialistas ha desarrollado un procedimiento para imprimir en 3D una réplica blanda y flexible del corazón de un paciente. Luego pueden controlar la acción de la réplica para imitar la capacidad de bombeo de sangre de ese paciente.

El procedimiento consiste en convertir primero las imágenes médicas del corazón de un paciente en un modelo informático tridimensional, que los investigadores pueden imprimir en 3D con una tinta a base de polímeros. El resultado es una cubierta suave y flexible con la forma exacta del propio corazón del paciente. El equipo también puede usar este enfoque para imprimir la aorta de un paciente, la arteria principal que transporta la sangre desde el corazón al resto del cuerpo.

Para imitar la acción de bombeo del corazón, el equipo ha fabricado mangas similares a los manguitos de presión arterial que envuelven un corazón y una aorta impresos. La parte inferior de cada manga se asemeja a un plástico de burbujas con un patrón preciso.

Diseño inclusivo

En el nuevo estudio, el equipo aprovechó la impresión 3D para producir réplicas personalizadas de corazones de pacientes reales. Usaron una tinta a base de polímeros que, una vez impresa y curada, puede apretarse y estirarse, de manera similar a un corazón real que late.

Como material de origen, los investigadores utilizaron exploraciones médicas de 15 pacientes diagnosticados con estenosis aórtica. El equipo convirtió las imágenes de cada paciente en un modelo informático tridimensional del ventrículo izquierdo del paciente (la principal cámara de bombeo del corazón) y la aorta. Introdujeron este modelo en una impresora 3D para generar una cubierta suave y anatómicamente precisa tanto del ventrículo como del vaso.

El equipo también fabricó fundas para envolver los formularios impresos. Adaptaron los bolsillos de cada manga de tal manera que, cuando se envuelven alrededor de sus respectivas formas y se conectan a un pequeño sistema de bombeo de aire, las mangas se pueden ajustar por separado para contraer y constreñir de manera realista los modelos impresos.

Los investigadores demostraron que para cada modelo de corazón, podían recrear con precisión las mismas presiones y flujos de bombeo del corazón que se midieron previamente en cada paciente respectivo.

“Poder igualar los flujos y las presiones de los pacientes fue muy alentador”, dice Roche. “No solo estamos imprimiendo la anatomía del corazón, sino también replicando su mecánica y fisiología. Esa es la parte que nos emociona”.

En última instancia, Roche dice que las réplicas específicas del paciente podrían ayudar a desarrollar e identificar tratamientos ideales para personas con geometrías cardíacas únicas y desafiantes.

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