Nuevo material imprimible en 3D para crear implantes de menisco

Nuevo material imprimible en 3D para crear implantes de menisco

Más que una simple articulación, la rodilla es un mecanismo complejo e intrincado, y una lesión en ella es un proceso muy doloroso y difícil de reparar.

Las lesiones deportivas a menudo producen un desgarro del menisco, las piezas de cartílago en forma de oreja que se sitúan dentro de la rodilla entre el fémur y la tibia, actuando como amortiguadores y lubricantes que permiten a la articulación doblarse y moverse suavemente. A veces incluso un mal paso pueden dañar dolorosamente los meniscos, y por esto tener un mayor riesgo de sufrir artritis en el futuro.

El menisco tiene un proceso largo y difícil de cura después de que la persona haya llegado a la edad adulta, y aunque los cirujanos hacen todo lo posible para reparar el cartílago dañado o roto, a menudo tiene que ser eliminado.

En su lugar se pueden colocar implantes, pero no son una solución perfecta: los implantes no son biocompatibles, o no tienen la elasticidad ni la fuerza del original.

Pero por suerte la tecnología avanza, y con ella los avances en medicina e implantes. Los investigadores de la Universidad de Duke están desarrollando un material imprimible cartilaginoso de hidrogel que puede facilitar la reparación de la rotura de menisco.

El hidrogel imprimible en 3D permite crear piezas de repuesto artificiales a medida del paciente, que se adaptan a la perfección. Este material biocompatible tiene una estructura molecular muy similar a la del cartílago: una red hecha de largas moléculas de cuerdas, con moléculas de agua que llenan las lagunas.

Sin embargo, los hidrogeles sintéticos no son siempre tan fuertes como el cartílago humano, y son difíciles de imprimir en 3D, debido a su alto contenido en agua.

Si el implante de menisco no tiene las medidas perfectas, puede salirse hacia afuera, siendo profundamente doloroso. El cartílago de la rodilla es heterogéneo, o lo que es lo mismo, posee elementos muy diferentes. El centro es más rígido, y el exterior es un poco más suave. Las impresoras 3D de material múltiple permiten imprimir diferentes materiales en diferentes capas, algo que sería imposible en un molde tradicional.

Pero los investigadores han desarrollado un material basado en hidrogel que no sólo es imprimible en 3D, sino que también coincide con la elasticidad y la fuerza del cartílago humano y puede permanecer estable dentro del cuerpo.

La combinación de un hidrogel fuerte y rígido con otro suave y elástico, crean cadenas de polímero que se tejen juntas para dar lugar a un nuevo hidrogel fuerte y elástico, conocido como hidrogel de doble red.

Para que el material pudiera imprimirse en 3D, han añadido una arcilla de nanopartículas para que el hidrogel fluya igual que el agua, mientras se aprieta durante el proceso de impresión 3D, endureciéndose inmediatamente una vez que se elimina esa presión.

Utilizando una impresora de 300 dólares, han sido capaces de imprimir un menisco de reemplazo con el nuevo hidrogel en sólo un día, demostrando que lo que antes era un proceso de fabricación largo y tedioso, pronto podría ser simple y barato.

La impresión en 3D todavía es un campo relativamente poco explotado, y los avances tecnológicos pueden crear nuevos materiales como reemplazo de partes de nuestro cuerpo de manera personalizada.

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