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ENTREVISTA. Nueva impresora digital de anatomía Stratasys J750

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Stratasys presentará su nueva impresora anatómica digital J750 en la feria Medica/COMPAMED en noviembre en Düsseldorf

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Es la primera impresora 3D de Stratasys diseñada específicamente para el sector médico. Con el lanzamiento conjunto de tres nuevos materiales, será posible producir modelos vasculares y cardiovasculares ultrarrealistas y funcionales para la formación de cirujanos y la verificación de nuevos dispositivos médicos. Estos modelos impresos, nos explicó Arnaud Toutain, Director Médico de Stratasys EMEA, tienen muchas ventajas sobre los modelos tradicionales como animales, cadáveres o maniquíes de silicona

Revista electrónica MedicalExpo: ¿De dónde surgió la idea de esta nueva impresora 3D especialmente diseñada para el sector médico?

Arnaud Toutain: Empezamos en el mercado médico hace unos años, pero no directamente. Estábamos en diferentes mercados, incluyendo el aeroespacial y el aeronáutico, y teníamos impresoras que fueron diseñadas para esos mercados y luego nos dimos cuenta de que también se podían aplicar muy bien en el mercado médico. Pero al principio no fueron diseñados para el mercado médico. Este es el caso, por ejemplo, de nuestra tecnología 3D PolyJet J-series 3D (ver nuestro artículo) que nos permite realizar modelos visuales bastante avanzados con colores, transparencia, dureza, suavidad, etc. Con la impresora digital de anatomía J750, tenemos la primera máquina diseñada desde el principio hasta las especificaciones para el mercado médico. Esto fue en respuesta a una necesidad del mercado de la simulación en particular.

Con esta nueva máquina, queríamos traer todo un ladrillo funcional para obtener resultados de simulación lo más parecidos a los que obtendríamos si nos entrenáramos con un humano"

ME e-mag: ¿Cuál es la principal innovación de esta impresora?

Arnaud Toutain: Hasta ahora, utilizábamos impresoras que permitían hacer modelos visuales, con hermosos colores y transparencia para ver, por ejemplo, un tumor en un riñón y cómo interactuaba con diferentes vasos sanguíneos. Pero no eran modelos funcionales, es decir, si querías entrenar en un modelo de riñón con un tumor, estabas en presencia de materiales duros, por lo que no podías simular directamente el procedimiento. Para algunas aplicaciones, ya estábamos un poco más cerca de la simulación gracias a nuestros materiales blandos que nos permitían fabricar recipientes y entrenar sobre ellos. Era funcional, pero no fue diseñado para acercarse a las características del tejido humano. Así que podríamos tener una diferencia en la respuesta mecánica de estos materiales que no coincide exactamente con la del tejido humano. Con esta nueva máquina hemos querido aportar todo un componente funcional para obtener resultados de simulación lo más parecidos posible a los que obtendríamos si nos hubiéramos formado en un humano.

ME e-mag: ¿Así que diseñaste nuevos materiales?

Arnaud Toutain: Sí, para conseguirlo hemos lanzado tres nuevos materiales que sólo estarán disponibles en este tipo de máquinas. La primera -TissueMatrix™- es la que usaremos primero para todo lo que es vascular y cardíaco; luego la BoneMatrix™ se usará para todas las aplicaciones óseas; finalmente la GelMatrix™ se usará como primer material de apoyo. Recuerde, en la impresión en 3D necesita un material de soporte porque no puede imprimir en el vacío. Luego se retira. Hasta ahora teníamos un material de soporte que eliminábamos con un chorro de alta presión, pero esta técnica puede ser un problema si estamos imprimiendo vasos sanguíneos, por ejemplo, porque el chorro puede hacer que el modelo se rompa. Este nuevo material de soporte es mucho más fluido y resistente. Nos permite retirar el soporte mucho más fácilmente en modelos vasculares largos y reducir los diámetros internos en el rango de 1 mm sin dividir el modelo. Es algo que no podíamos hacer antes. Utilizamos otra técnica: un sistema de limpieza llamado Blood Vessel Cleaning Station que permite limpiar el material de soporte dentro de los vasos sanguíneos impresos en 3D sin necesidad de intervención humana.

La primera y principal aplicación es el entrenamiento directo de los cirujanos para evitar que entrenen a un paciente, un cadáver o un animal. Esto elimina todas las limitaciones de los modelos tradicionales"

Revista electrónica MedicalExpo: ¿Utilizará esta nueva impresora también los materiales que usted ya tiene?

Arnaud Toutain: Sí, nuestra tecnología Polyjet, que existe desde hace tiempo, nos permite imprimir hasta seis materiales a la vez, así como crear materiales digitales. Es decir, a partir de los materiales básicos podremos crear nuevos materiales, un poco como con una impresora 2D cuando mezclamos cian con magenta para obtener otro color. Por ejemplo, tomaremos nuestro material más duro y el más blando y mezclándolos en diferentes proporciones obtendremos diferentes durezas. Esto es lo que hace nuestra tecnología PolyJet. Así que ahora con esta nueva impresora podemos utilizar todos los materiales que ya existen y añadir los tres nuevos materiales. A partir de esto podemos crear diferentes mezclas tanto en la proporción de materiales como en la estructura de impresión a nivel microscópico. No vamos a imprimir algo plano, vamos a hacer microestructuras para obtener muchos comportamientos diferentes al final. Toda nuestra tecnología se basa en eso.

ME e-mag: ¿Qué se puede imprimir con esta nueva impresora?

Arnaud Toutain: El espíritu de esta impresora es que está evolucionando. De este modo, iremos surgiendo gradualmente de los "bloques de construcción" que representan a las grandes familias anatómicas. Por ahora vamos a trabajar en vascular y cardiovascular, eso es lo que se está desarrollando para la liberación de la máquina. Luego tenemos un mapa de carreteras sobre los nuevos bloques de construcción que se publicarán con el tiempo. El siguiente será la columna vertebral, luego añadiremos elementos gastrointestinales, luego los tejidos blandos, etc. Es en este sentido que podemos decir que es una máquina en evolución. Probablemente no crearemos nuevos materiales para estos próximos bloques de construcción, pero por otro lado crearemos nuevos materiales digitales, nuevas mezclas para conseguir lo que queremos.

ME e-mag: ¿Cuáles son las principales aplicaciones de esta nueva impresora?

Arnaud Toutain: La primera y principal aplicación es el entrenamiento directo de los cirujanos para que no tengan que entrenar a un paciente, cadáver o animal. Esto elimina todas las limitaciones de los modelos tradicionales (véase la siguiente pregunta). También se puede utilizar para la planificación de la operación al igual que nuestras otras impresoras PolyJet, pero la especificidad de esta impresora es principalmente para la formación.

También puede utilizarse en todos los aspectos del desarrollo de productos para verificar el comportamiento de un dispositivo médico en condiciones casi reales antes de su puesta en el mercado. Tomemos un ejemplo: si un fabricante de dispositivos médicos desarrolla un stent para aplicaciones cardiovasculares, puede imprimir modelos vasculares para probar su dispositivo médico desde el principio. Se puede probar mucho más a menudo que si se utilizara un animal y es mucho menos restrictivo. Y al probar el dispositivo con mucha más frecuencia, la empresa puede acelerar el tiempo de lanzamiento al mercado y tener potencialmente un dispositivo más optimizado.

También puede utilizarse en todos los aspectos del desarrollo de productos para verificar el comportamiento de un dispositivo médico en condiciones casi reales antes de su puesta en el mercado. Tomemos un ejemplo: si un fabricante de dispositivos médicos desarrolla un stent para aplicaciones cardiovasculares, puede imprimir modelos vasculares para probar su dispositivo médico desde el principio"

Por último, otra aplicación es para ventas y marketing, ya que los modelos creados con esta impresora se pueden presentar en conferencias para atraer a cirujanos que incluso pueden probarlos in situ. También es posible capacitar a los equipos de ventas de una empresa para que puedan vender dispositivos médicos con pleno conocimiento de los hechos.

ME e-mag: ¿Cuáles son las ventajas de estos modelos en comparación con los modelos tradicionales como cadáveres, animales o maniquíes de silicona?

Arnaud Toutain: Todos estos modelos tradicionales tienen sus límites. Un cadáver, por ejemplo, no contiene tejido vivo, es tejido seco, que ya no es irrigado y ya no tiene la biomecánica de un ser vivo. Además, no siempre tenemos la patología que buscamos. Si está tratando de colocar un stent en un aneurisma, tiene que encontrar un cuerpo que tenga un aneurisma. La impresora 3D le permite personalizar a su gusto: si desea esta patología puede imprimirla. En un cadáver, o incluso en un animal, podemos crear estas patologías, pero nunca corresponderán exactamente a una patología tal y como evolucionaría si hubiera ocurrido de forma natural, y esto conlleva costes adicionales porque alguien tiene que crear esta patología

Los modelos de silicona también tienen limitaciones porque a menudo se compran en catálogos, por lo que ya hay un retraso de varias semanas para obtenerlos. Además, sólo tenemos acceso a lo que está disponible en el catálogo, por lo que si buscamos una aplicación muy específica con una patología extraña, tendremos menos posibilidades de encontrarla. La otra cosa es que la silicona no reproduce las características mecánicas de la anatomía humana. Sin embargo, los modelos de silicona tienen ventajas como el hecho de que pueden ser reutilizados cien veces sin dañarlos. Pero esto tampoco es realista porque el tejido humano real no puede ser operado cien veces sin dañarlo. Nuestros modelos son un poco más destructibles que los modelos de silicona, pero al mismo tiempo, el cuerpo humano también es destructible...

Por lo que respecta a los animales, por razones éticas se utilizan cada vez menos. Además, los animales no funcionan exactamente de la misma manera que los humanos y, una vez más, no encontramos necesariamente la patología que buscamos. Nuestros modelos 3D pueden ser más caros que un cerdo, por ejemplo, pero si se tiene en cuenta que tenemos que alquilar un entorno especial, así como los servicios de un anestesista para adormecer al cerdo, en términos de todos los costes incluidos, nuestros modelos serán más baratos que una solución animal. Del mismo modo, si se prueba un dispositivo médico en un cerdo y al día siguiente se prueba el mismo dispositivo en otro cerdo, se pueden obtener resultados diferentes y no hay forma de saber si procede del dispositivo o del hecho de que no era el mismo cerdo. Con nuestros modelos, al ser replicables y siempre iguales, eliminamos todos los sesgos e incertidumbres debidos a las diferentes anatomías.

ME e-mag: ¿Cuánto cuestan en promedio sus modelos impresos en 3D hechos con esta impresora?

Arnaud Toutain: Todo depende del volumen y del modelo en sí. Si imprimimos un pequeño modelo vascular puede costar 100 euros en adelante.

ME e-mag: ¿Cuánto tiempo se tarda en obtener uno de estos modelos 3D?

Arnaud Toutain: Es rápido, la producción es de 10 a 20 horas como máximo para los modelos muy grandes. También le toma a nuestra impresora la misma cantidad de tiempo para imprimir uno o cinco modelos porque el cabezal de impresión escaneará la bandeja sin importar qué. Lo que puede llevar tiempo es toda la cadena digital, es decir, el diseño del modelo.

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