Implantes impresos en 3D mejoran integración de prótesis en amputados

Un nuevo estudio muestra que se pueden usar las tecnologías de impresión de fabricación aditiva (AM) tridimensional (3D) para personalizar las texturas y geometrías de la superficie de los implantes, para que coincidan con la anatomía específica de los amputados humanos.

Investigadores de la Universidad de Carolina del Norte (UNC, Chapel Hill, Estados Unidos) y de la Universidad Estatal de Carolina del Norte (NC State, Raleigh, EUA), realizaron un estudio para evaluar la fusión del haz de electrones (EBM) y la sinterización directa de láser de metal (DMLS) para la fabricación de implantes osteointegrados de titanio. Mientras que la EBM produce sólo un implante de textura gruesa, la DMLS puede crear una textura en la superficie fina o gruesa. Para el estudio, dos cohortes de ratas Sprague-Dawley recibieron implantes bilaterales de titanio en sus fémures distales, y se siguieron durante cuatro semanas.

Los primeros animales de la cohorte recibieron implantes EBM transcorticalmente en un fémur y un implante DMLS en el fémur contralateral. La segunda cohorte recibió implantes de DMLS (bien de textura fina o textura gruesa con el fin de imitar la EBM) en el canal intramedular de cada fémur. Los investigadores luego compararon los dos métodos de AM y la fuerza resultante de la integración ósea, el enclavamiento y el torque. Los resultados mostraron diferencias sustanciales entre los dos métodos, incluyendo la osteointegración y las propiedades de torsión, la fracción de volumen óseo (BV/TV) y el contacto hueso-implante (BIC).

Los investigadores descubrieron que la fuerza de fijación de los implantes de textura gruesa proporcionaba un enclavamiento superior, en relación con los implantes de textura fina, sin afectar la BV/TV o el BIC, en ambas cohortes de ratas. Los implantes EBM gruesos en el modelo transcortical demostraron un aumento del 85% en la remoción del torque en relación con los implantes con textura fina hechos con DMLS. Por otro lado, la carga de empuje en el modelo intramedular vio un aumento del 35% desde los implantes DMLS de textura fina a los gruesos. El estudio fue publicado en la edición de junio de 2017 de la revista 3D Printing and Additive Manufacturing.

“Los implantes osteointegrados transfieren cargas del hueso nativo a una articulación sintética y también pueden funcionar transdérmicamente para proporcionar una conexión estable entre el esqueleto y las prótesis, eliminando muchos problemas asociados con las prótesis de las cuencas”, concluyeron el autor principal, Paul Weinhold, PhD, de la UNC., y colegas. “La fabricación aditiva proporciona un medio rentable para crear implantes específicos para los pacientes y permite texturas personalizadas para la integración con el hueso y otros tejidos. Debido a la resolución espacial, el DMLS puede producir superficies con una rugosidad comparable a la de la EBM. “

Las prótesis osteointegradas transcutáneas directas constituyen una alternativa emergente a las prótesis de sutura tradicionales que ofrecen una conexión estable y la eliminación de las lesiones dérmicas causadas por la interfase piel-cuenca. Los implantes osteointegrados también transfieren cargas del hueso nativo residual a una articulación sintética y de nuevo al hueso opuesto en los reemplazos totales de las articulaciones. Los implantes con AM proporcionan un medio rentable para personalizar la forma del implante para interactuar con la morfología ósea única del paciente y permitir la personalización de la textura de la superficie que se integra directamente con el hueso y otros tejidos.