Una empresa española desarrolla un software para impresión 3D pionero en el mundo

Los avances tecnológicos están llevando en todo el planeta a la creación de empresas de ingeniería avanzada que buscan soluciones en el ámbito de la salud para facilitar el trabajo de los médicos. Pues bien, una de ellas es española y se dedica a desarrollar biomodelos tridimensionales con impresión 3D a partir de imágenes digitalizadas que ayudan a planificar operaciones quirúrgicas y sirven asimismo para una mejor formación de los profesionales sanitarios, algo para lo que ha desarrollado un software propio único en el mundo. Hablamos de una tecnología avanzada que en el ámbito de la Odontología permite por ejemplo generar de forma casi automática biomodelos precisos de piezas dentales en tres dimensiones para planificación de endodoncias complejas.

3D

El vertiginoso desarrollo de la informática, la aparición de impresoras tridimensionales que permiten la rápida y precisa construcción de todo tipo de productos -cada vez más sofisticados y variados- y el diseño de dispositivos específicos para todo tipo de necesidades están revolucionando el mundo, incluido el de la salud. De hecho hoy pueden construirse gracias a ello hasta edificios -por módulos- en escasos meses. No hablamos pues de posibilidades futuras sino de realidades ya en marcha. Pues bien, en el ámbito sanitario el conocimiento científico ha dado en pocas décadas un paso tan gigantesco que los medios tecnológicos actuales que hoy tienen a su disposición los médicos eran hace poco impensables. Hemos pasado por ejemplo del diagnóstico con un aparato simple de rayos X para visualizar el interior de un cuerpo a la Ecografía, la Resonancia Magnética (RM), la Tomografía Computarizada (TC) -antes conocida como Tomografía Axial Computarizada (TAC)-, la Tomografía Computarizada de Haz Cónico (CBCT por las siglas en inglés de Cone Beam Computed Tomography), la Microtomografía de Rayos X, la Tomografía por Emisión de Positrones (PET) y la Tomografía Computarizada por Emisión de Fotón Único (SPECT).

Hablamos de avanzados dispositivos tecnológicos de diagnóstico (véase el recuadro adjunto) que han llevado a numerosas empresas de todo el mundo a desarrollar programas y sistemas que puedan ayudar a los médicos -especialmente a los cirujanos y odontólogos- a realizar con mayor precisión y eficacia su trabajo; es más, permiten formar mucho mejor a los alumnos de todas las especialidades sanitarias. Y precisamente de ello hemos hablado de forma amplia en nuestra redacción con tres de los principales responsables de una de las compañías españolas pioneras en este ámbito que mejor están implementando tales posibilidades.

Nos referimos a Digital Anatomics, proyecto de reciente creación cuyo jefe de programas es el ingeniero español Alejandro Reyero Huerga, el responsable de software su hermano Javier y la persona que soporta la infraestructura inicial Alberto Aguilar Montoro, Director General de Desarrollo, Ingeniería y Producción (DIP), empresa que desde 1994 desarrolla todo tipo de equipos y sistemas de control para la fabricación y/o mejoramiento de maquinarias complejas y sofisticadas (como se sabe la Ingeniería Mecatrónica es una disciplina que aúna los conocimientos de las ingenierías mecánica, electrónica, informática y control). ​Por lo que se refiere a Alejando Reyero obtendría el grado de Ingeniería Mecánica en la Universidad de León y posteriormente dos másters: uno en Ingeniería Industrial en la Universidad Carlos III de Madrid y el segundo en Diseño Mecánico Aeronáutico en la Escuela de Formación Superior en Ingeniería Aeronáutica, Cálculo Estructural, Impresión 3D y Fabricación Avanzada EDDM Training. Cabe añadir que ha trabajado en FLAVIA Aeronáutica y Sistemas -empresa dedicada a soluciones de ingeniería aeronáutica- así como en empresas del ámbito de la aeronáutica especializadas en el diseño de sistemas de fluidos, sistemas eléctricos y aviones de reabastecimiento. En cuanto a su hermano Javier Reyero es desarrollador de software, analista programador y diseñador multimedia formado en el Centro Integrado de Formación Profesional de Ponferrada y el Centro de Formación Profesional María Auxiliadora de León.

EMPRESA PIONERA

Digital Anatomics (https://digitalanatomics.com) no es una empresa perteneciente a multinacional alguna sino una interesante iniciativa española de dos hermanos que presentaron su proyecto al director de la empresa DIP antes citada, profesional con más de 25 años de experiencia en Mecatrónica que tras conocer el proyecto y valorar sus posibilidades sociales y sanitarias no dudó en apoyarla personalmente decidiendo comenzar su implantación en el área de la Sanidad, muy especialmente al principio en el ámbito dental. De hecho en este terreno se ha especializado en tres áreas desarrollando hasta ahora:

1) Biomodelos. Hablamos de la reconstrucción tridimensional con impresoras 3D de cualquier parte de la anatomía de una persona gracias a las imágenes que obtienen los médicos con los aparatos que tienen a su disposición –fundamentalmente radiografías, resonancias y TACs- que una vez digitalizadas e introducidas en un ordenador son tratadas con precisos programas informáticos para obtener una imagen en tres dimensiones que luego puede o no imprimirse también tridimensionalmente -depende de la necesidad concreta- y permite tanto a cirujanos como a dentistas saber con exactitud las medidas del objeto de su intervención. Es decir, por poner unos ejemplos, saber si un tumor interno está a 3 o a 7 cm o si una pieza dental tiene dos o cuatro conductos radiculares.

Se trata pues de algo que ayuda enormemente a la realización de intervenciones quirúrgicas o a un preformado de mallas a medida porque proporciona información precisa y fiable que de otra manera el profesional que opera no podría tener. Además reduce el tiempo de la intervención y los riesgos. Cabe añadir que los biomodelos pueden imprimirse en diferentes materiales y variados niveles de dureza y transparencia siendo útiles en todas las especialidades ¡incluida la Neurocirugía!

«Es evidente -asevera Alejandro Reyero- que disponer antes de una intervención quirúrgica de biomodelos 3D de la patología del paciente ayuda a planificarla mucho mejor. El caso de cada persona es único y puede haber muchos matices a tener en cuenta por lo que el conocimiento fidedigno de la anatomía y de la patología del enfermo a operar permite elegir la mejor ruta de acceso, anticipar dificultades y planificar más detalladamente lo que hacer». Y agregaría: “La colaboración con varios cirujanos y la realización de un sinfín de pruebas nos ha permitido conseguir biomodelos cada vez más útiles y perfeccionados. Hemos podido generar por ejemplo un biomodelo complejo de Colesteatoma Congénito de múltiples tejidos y densidades que ayudó en su día al éxito de una compleja intervención”.

2) Formación. La idea es ayudar a los alumnos de Medicina, Odontología y Enfermería a conocer los tejidos y órganos del cuerpo tridimensionalmente, bien sanos, bien con disfunciones si las imágenes proceden de enfermos.

La empresa se ocupa asimismo de instalar servicios de impresión 3D propios en los centros hospitalarios que así lo deseen desarrollando los sistemas mecatrónicos precisos. No solo el hardware sino también el software necesario para un sistema integrado de manejo sencillo e intuitivo. De hecho incluye el diseño de biomodelos y guías, su administración, la documentación, la carga de biomodelos virtuales, la gestión de incidencias, etc. El hospital podrá fabricar así piezas tridimensionales, desde un fémur a un tórax completo. Y hablamos de un aparato que usa material biocompatible, es fácil de mantener y se maneja de manera sencilla (vienen pre-configurados los parámetros para cada biomodelo).

Por lo que a la impresión 3D en el sector dental se refiere se dan a conocer todos los aparatos que existen y cuál es el idóneo en cada centro, los diferentes tipos de materiales que pueden usarse, los requerimientos de biocompatibilidad de cada aplicación y las técnicas para conseguir un buen resultado a la primera.

Asimismo se enseña a manejar la impresora tridimensional DA DENT PRO utilizándola es casos prácticos; por ejemplo creando biomodelos de encía a partir de un escaneado intraoral o diseñando coronas. La enseñanza termina explicando cómo fabricar biomodelos que reflejen la anatomía de los pacientes a tratar. La empresa ha desarrollado para ello su propio tipodonto, biomodelo de la cavidad bucal que incluye dientes, encías y paladar; con dientes reemplazables y hechos con distintos materiales que permite a los estudiantes perforar sus cavidades y llenarlas con material restaurador así como preparar las piezas para hacer coronas y puentes. Permite pues simular endodoncias y su posterior restauración. Pues bien, denominado 3D ROOTS el tipodonto de Digital Anatomics replica con precisión la anatomía de cada pieza dental del paciente a tratar, es compatible con cemento MTA y equivalentes, es adaptable a fantomas y permite reproducir patologías concretas, piezas opacas y fracturas siendo útil para conocer la posición de forámenes o el número de conductos.

3) Guías quirúrgicas. Los biomodelos permiten obtener con las imágenes y el programa informático diseñado para ello plantillas óseas que garanticen con precisión la posición y orientación que deben tener las agujas Kirschner que definen el corte de una osteotomía valguizante o varizante tibial; plantillas que se fabrican en polímeros biocompatibles con camisas de acero.

ENDODONCIA TRIDIMENSIONAL CON ENDOPLANNING

Debemos decir que en la revista tuvimos conocimiento del trabajo de esta empresa porque nos llegó la noticia de que había desarrollado el primer software del mundo existente para la planificación de endodoncias con modelos 3D reales. Bautizado como Endoplanning permite al endodoncista planificar sus intervenciones de manera rápida y automática sin requerir entrenamiento previo en el manejo del software debido a su interfaz intuitiva y a su capacidad de generar modelos tridimensionales de forma automatizada, incluida la reconstrucción tridimensional automática ¡del tejido pulpar y los conductos radiculares! Basta para ello digitalizar las imágenes convencionales médicas provenientes de cualquiera de los dispositivos diagnósticos antes mencionados y poner en marcha el software. El programa permite obtener incluso -y además almacenar- toda la información. Y exportar por ejemplo un negativo del conducto radicular sobre un bloque de endodoncia en formato STL para su posterior impresión.

En cuanto a los biomodelos dentales que usan son de resina transparente y se obtienen con una impresora tridimensional DA DENT PRO, útil para laboratorios, clínicas dentales y centros formativos de enseñanza. El equipo incluye una estación de curado UV (utilización de luz ultravioleta para iniciar una reacción fotoquímica que genera una red de polímeros reticulados de gran poder de adhesión).

En pocas palabras, el dentista podrá conocer así antes de intervenir a un paciente el volumen de una cavidad pulpar y la longitud, diámetro apical y curvatura de los conductos radiculares así como el volumen necesario de gutapercha -el material de relleno de los conductos radiculares- tras la obturación.

Tal es la información básica que pudimos ampliar en nuestra redacción con algunas preguntas aclaratorias que nos respondieron indistintamente nuestros tres contertulios por lo que nos abstenemos de indicar quién lo hizo en cada ocasión aunque la primera nos la respondería el Director General de DIP, Alberto Aguilar.

Digital Anatomics es actualmente un departamento independiente de la empresa Desarrollo, Ingeniería y Producción (DIP) que sabemos lleva 26 años desarrollando equipos mecatrónicos para empresas tan potentes como Airbus, Iberia, Indra, Bosch, CESA, EXPACE, General Dimanic, Tecnobit, Menpro, Temai, Airtificial y otras. ¿Cómo pues ha decidido desembarcar en el ámbito de la salud?

-Pues sencillamente porque contactaron con nosotros los hermanos Alejandro y Javier Reyero al ser la nuestra una de las empresas pioneras en España en impresión 3D y poseer una amplísima experiencia. Nos explicaron que llevaban cuatro años desarrollando un software para poder fabricar en 3D biomodelos de tejidos y órganos humanos que podrían ayudar a los médicos en el diagnóstico y planificación de operaciones quirúrgicas de todas las especialidades médicas -desde la Odontología hasta la Neurocirugía pasando por la Traumatología o la Podología-, en el desarrollo de guías quirúrgicas e incluso en la enseñanza de los alumnos de las facultades y escuelas y nos pareció muy interesante. Y efectivamente, el software que han diseñado en el ámbito de la Odontología y hemos mejorado desde que se incorporaron a nuestra empresa hace siete meses no tiene hoy equivalente -que sepamos- en el mundo. Todo esto también fue posible gracias a la colaboración de muchos médicos -especialmente del Hospital de León– y dentistas. A nivel odontológico hemos colaborado especialmente con una doctora del Centro Español Universitario (CEU). Es más, el software ha sido presentado ya en un congreso nacional de endodoncia y ha llamado mucho la atención.

-¿Realmente permite obtener hasta biomodelos de partes del cerebro?

-Sí. En Neurocirugía hemos hecho por ejemplo -y no conozco a nadie que también lo haga- biomodelos de tejido nervioso, arterial, óseo, tumoral… Hemos trabajado en modelos que combinan la Neurocirugía con la Otorrinolaringología e igualmente hemos trabajado en modelos cardiovasculares así como en la obtención de guías quirúrgicas para garantizar la posición y orientación de las agujas Kirschner que definen el corte de la osteotomía valguizante o varizante tibial. La verdad es que cualquier tipo de cirugía puede beneficiarse de esta tecnología.

-Sabemos que ustedes están muy interesados en el ámbito de la Odontología y pretenden ayudar sobre todo a la formación de los dentistas en los centros de enseñanza. ¿Por qué esta opción?

-Porque se trata de una tecnología especialmente útil para esa especialidad. De hecho hemos desarrollado un software idóneo para ello. Nos interesamos cuando nos explicaron que para poder hacer prácticas los alumnos y los centros tenían que mendigar dientes, buscarlos por todas partes para poder hacer endodoncias. Con un problema añadido: a la hora de las prácticas y los exámenes a los alumnos no se les daban las mismas piezas y que en un examen a unos les toque un diente de fácil arreglo y a otros de difícil solución es injusto. Así no se pueden hacer valoraciones equitativas de los méritos y de ahí que un día nos propusieran directamente imprimir piezas dentales lo más parecidas posible a las reales. Aceptamos y empezamos a hacerlas así como tipodontos.

-¿Hasta qué punto sus tipodontos son recreaciones similares de la cavidad bucal humana?

-Nuestros tipodontos son recreaciones exactas porque los hacemos con distintos materiales para asegurarnos de que la dureza, densidad o maleabilidad de cada pieza o encía sea la adecuada. Cuando un estudiante lo usa para hacer un empaste o una endodoncia se encuentra con piezas dentales cuya dureza es muy parecida a la natural de un ser humano y tendrá pues que utilizar con los instrumentos la misma presión que si estuviera tratando un diente o muela reales. Es más, podemos fabricar dientes o muelas individuales exactas para que los alumnos trabajen en igualdad de condiciones a la hora de hacer prácticas o exámenes, que tengan el mismo grado de dificultad. Y asimismo podemos hacer que tengan más o menos conductos. Hasta podemos hacer biomodelos 3D de patologías concretas y de cómo quedarían tras una intervención. O un biomodelo en el que se duplique por ejemplo una raíz. Las posibilidades son muchas.

Cuando hicimos el diseño de los tipodontos nos preguntaron si podíamos hacer un biomodelo a medida para un diente concreto y claro que se puede pero el coste no compensa. Es cuando nos planteamos hacer una herramienta que permita al dentista -aún sin tener conocimientos de software y diseño- que de forma casi automática -con un solo click- pueda hacer una reconstrucción, por ejemplo, de una cámara vulvar y los nervios radiculares. De esa manera antes de hacer la endodoncia al paciente podrá medir todos los parámetros y saber si la pieza dental tiene dos o cuatro conductos, si están o no unidos… En lugar de una imagen plana -en dos dimensiones- puede tener una real en 3D en apenas un segundo. Imagen que puede girar para saber lo que miden exactamente la pulpa y los conductos. Y si además quiere podrá imprimirla en 3D. En suma, diez minutos después de hacerse un TAC de su pieza o piezas el paciente puede contar con una imagen 3D de ella.

¿Con qué materiales hacen las piezas dentales?

-Los hacemos con resina fotopolimerizable, una resina líquida que se endurece con luz ultravioleta. Nuestra impresora permite trabajar con diferentes materiales para poder lograr así distintas durezas y que las encías tengan hasta elasticidad. Nuestros biomodelos dentales incluyen la pulpa, los conductos radiculares e incluso, si se nos pide, los subconductos. Podemos hacer hasta reconstrucciones de nervios. Es algo que ninguna otra empresa logra. Hay muy pocas compañías que trabajen, como nosotros, con tecnología polyjet, con multimaterial multicolor de diferentes durezas.

-¿Podrían imprimir dientes permanentes’?

-No es la idea en estos momentos aunque sí podemos hacer coronas provisionales.

-¿Tan revolucionario es el software para Odontología que han desarrollado?

-Sí. Piénsese que permite hace automáticamente un biomodelo pero también manipularlo a voluntad antes de imprimirlo. Ver por ejemplo el médico cómo quedaría el paciente si le quita hueso o recrece un tejido. No es pues una mera reconstrucción automática de lo que aparece en las imágenes sino que permite al cirujano ver cómo quedaría la zona o pieza tras la intervención. Algo que reduce tiempos y riesgos.

-Permítanme una última pregunta: ¿tienen algún proyecto más en perspectiva?

-Vamos a seguir desarrollando el software además de crear una impresora 3D propia porque lo que hay en el mercado no es suficiente para ciertas aplicaciones. Nuestro proyecto más ambicioso es conseguir implantar este servicio en todos los hospitales. Hoy nos contratan para hacer trabajos puntuales y lo que queremos es que tengan ellos la impresora, el software y el personal formado para poder hacerlo directamente. No sería costoso y ahorrarían mucho tiempo y dinero. Queremos proporcionarles el sistema completo, un sistema que estandarice y englobe todo lo necesario. Incluyendo la intercomunicación directa entre los distintos departamentos del hospital con los ingenieros que lleven el nuevo departamento. De esa forma solo tendrán que enviarles desde ellos las imágenes en 3D y solicitar vía informática los biomodelos correspondientes. Se trata de automatizar el proceso para que los pedidos y envíos sean prácticamente instantáneos. Es más, aspiramos a que todas las redes hospitalarias del mundo estén un día interconectadas.

Jose Antonio Campoy

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DSalud 234
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