Científicos crean “pistola 3D” que imprime huesos en cirugías

Una innovación médica permite fabricar implantes personalizados en el quirófano con materiales biocompatibles y efecto antibacteriano, reduciendo tiempos de operación y complicaciones posteriores.

Por: Brisa Bujakiewicz

Investigadores de la Universidad Sungkyunkwan de Seúl, Corea del Sur, dieron un paso sorprendente en la medicina: crearon una pistola de silicona capaz de realizar injertos óseos directamente sobre fracturas en pleno procedimiento quirúrgico. El dispositivo funciona con un innovador sistema de impresión tridimensional “in situ”, lo que lo convierte en una herramienta revolucionaria dentro de los quirófanos.

La propuesta no es menor, ya que busca resolver uno de los grandes desafíos de la regeneración ósea personalizada. Hasta ahora, reemplazar huesos dañados por accidentes, enfermedades o traumas implicaba recurrir a implantes prefabricados o a prolongados trabajos previos de laboratorio. Con esta técnica, en cambio, el injerto se adapta al instante a la geometría irregular del defecto, acelerando la cirugía y garantizando una integración anatómica precisa.

Según el artículo difundido por la revista Device del grupo Cell Press, el dispositivo utiliza un sistema donde se introduce un filamento compuesto por hidroxiapatita —un mineral presente en el hueso natural que favorece la cicatrización— y policaprolactona, un termoplástico biocompatible. Esta mezcla puede depositarse directamente en la zona del defecto en el hueso sin dañar tejidos circundantes y se adapta a la forma irregular de la fractura, lo que favorece una integración anatómica adecuada.

El ajuste en la proporción de ambos componentes permite modificar la dureza y resistencia del implante, lo que habilita la personalización para distintos tipos de lesiones y ubicaciones en el cuerpo.

El avance fue probado en modelos animales, en concreto en conejos con fracturas femorales severas. De acuerdo a Newsweek, el resultado mostró mejoras en la regeneración y en la integración del nuevo tejido óseo en comparación con los métodos actuales basados en cemento óseo.

Tras 12 semanas, los animales tratados presentaban una mayor proporción de superficie de hueso, incremento en el grosor cortical y mejores parámetros estructurales de resistencia, sin signos de infecciones ni lesiones en los tejidos vecinos.

Conforme la información publicada en la revista científica Device, la fabricación de estos implantes utiliza un método de extrusión en caliente a baja temperatura, lo que permite que la policaprolactona se funda y se aplique la mezcla sin riesgo de quemaduras ni complicaciones en los tejidos blandos.

Además, la biocompatibilidad de los materiales permite que el implante sirva como andamiaje temporal hasta la regeneración total de hueso, degradándose gradualmente para ser reemplazado por el nuevo tejido.

Para reducir complicaciones posquirúrgicas, el filamento diseñado contiene antibióticos como vancomicina y gentamicina, que se liberan de forma lenta en el sitio del injerto. Según El Confidencial, las pruebas “in vitro” confirmaron que el material inhibe eficazmente el crecimiento de bacterias frecuentes en infecciones postoperatorias como Escherichia coli y Staphylococcus aureus. Este abordaje permite limitar los efectos secundarios de la administración sistémica y disminuye el riesgo de generar resistencias bacterianas.

Hasta ahora, la fabricación de implantes óseos presentaba limitaciones por su complejidad, costos asociados y la falta de rapidez para actuar ante fracturas irregulares o de alta dificultad anatómica. Con el nuevo sistema, el procedimiento podría completarse en minutos dentro del quirófano, con la posibilidad de adaptar en tiempo real el ángulo, la profundidad y la dirección del injerto por parte del cirujano durante la intervención.

Otros aspectos destacados del desarrollo, de acuerdo a Device, incluyen la multifuncionalidad del sistema: el dispositivo portátil permite la impresión controlada de andamios óseos de varias formas y tamaños, optimizados para favorecer la osteoconducción, la integración biológica y la prevención de infecciones. Los investigadores señalaron que este método solventa varias de las limitaciones principales de las tecnologías de sustitución ósea actuales, especialmente en lo relativo a la adaptación a formas irregulares, la reducción de tiempos de cirugía y la minimización de las etapas preoperatorias.

Aunque los resultados en modelos animales son prometedores, los responsables de la investigación advirtieron que la transición hacia el uso clínico en humanos requiere nuevos pasos. Entre ellos, la validación en animales de mayor tamaño, el desarrollo de procesos estandarizados de fabricación industrial y la superación de los requisitos regulatorios relacionados con la esterilización y la seguridad a largo plazo de los materiales empleados.

En ese sentido, el equipo ya trabaja en potenciar el efecto antibacterianodel filamento, ampliar la funcionalidad y robustecer el proceso antes de iniciar ensayos clínicos en humanos.

Conforme la publicación científica disponible, el objetivo final consiste en disponer de una herramienta que permita suplir defectos óseos críticos durante la cirugía, proporcionando tratamientos personalizados que favorezcan la regeneración eficaz del hueso, reduzcan el tiempo de operación y los riesgos posoperatorios, y ofrezcan una solución práctica y adaptable en tiempo real a las necesidades anatómicas del paciente.