Salud

“Los ingenieros biomédicos pueden ayudar a que se agilicen los procesos de transferencia científica por su doble perfil: tecnológico y clínico”

Daniel Ruiz, Director del grado de ingeniería biomédica de la Escuela Politécnica Superior de la Universidad de Alicante, estuvo en el II Foro de Cirugía Digital analizando la importancia de la transferencia científica y el papel del ingeniero biomédico en ella

El Dr. Daniel Ruiz, Director del grado de ingeniería biomédica de la Escuela Politécnica Superior de la Universidad de Alicante, fue otro de los ponentes clave en el II Foro de Cirugía Digital celebrado, en esta ocasión, de forma virtual. Bajo el título Transferencia del conocimiento, Daniel ofreció una ponencia con una perspectiva muy completa sobre lo que supone la transferencia científica en la medicina y cómo actúan en ella las diferentes figuras implicadas. Asimismo, hizo especial hincapié en el papel de los ingenieros biomédicos en todo este proceso. Un papel cada vez más demandado en cirugías caracterizadas por cierta complejidad. 

El doctor comenzaba su ponencia afirmando: “La transferencia de conocimiento, ya provenga de la ciencia o del mundo de la tecnología, al final es “coger” conocimiento, dependiendo del ámbito, y llevarlo a un producto que sea útil a la sociedad. En este proceso de transferencia del conocimiento participan diversos actores que son fundamentales para que llegue a buen puerto. Uno de los actores son los investigadores, parte fundamental de esta transferencia de conocimiento porque es de donde parte esa transferencia.

El primer factor, tal y como afirmaba Daniel, son los investigadores; clave en el origen de este proceso. “Los investigadores son los que tienen la idea, independientemente del origen de ésta. Puede ser que la idea derive de otra investigación. Esto suele pasar con la investigación aplicada.Tenemos una investigación básica que puede ser el conjunto de estas fórmulas o algoritmos o la optimización de una determinada fórmula química, etc. Y cómo esta investigación básica se aplica a un determinado ámbito, aquí tendríamos las ideas que han derivado de investigaciones anteriores.

Luego tendríamos un origen que parte de una necesidad, es decir, aparece un determinado problema que debe resolverse. Normalmente a un investigador o a un conjunto de investigadores se les ocurre cómo resolver este problema. Esta resolución ha partido de la necesidad. Además, el proceso de investigación parte de una hipótesis que tiene una experimentación, para hacer la experimentación se deben implementar determinados aspectos de la investigación.

Al final, todo este trabajo de investigación, normalmente acaba en publicaciones que lo que hacen es contar al mundo científico cuál ha sido el proceso que ha desarrollado la investigación y los resultados. Esto, en una escala de madurez tecnológica que se conoce como TRL, se queda normalmente en nivel 2 o 3. Para que se hagan una idea, que un producto tecnológico pueda sacarse al mercado implica un nivel 9, es el máximo nivel de madurez”.

El segundo factor clave de esta tríada son las empresas: “Luego tenemos la empresa, que tiene una actividad fundamental: la financiación de esa transferencia. Si nosotros dejamos la investigación en un nivel 3 de madurez, ¿cómo la llevamos hasta el nivel 9? Eso implica un esfuerzo, un trabajo, otro tipo de desarrollo y un coste que es financiado por las empresas. Hay otro elemento que normalmente se olvida: cuando un producto llega al nivel 9 no está todavía transferido. Un aspecto que se olvida es que la investigación no se transfiere a las empresas normalmente, el objetivo es que ésta recaiga en la sociedad. Por lo tanto, todavía falta un aspecto importante que es el marketing y la venta de ese producto. Eso sería, muy brevemente, el ciclo completo de la transferencia”.

Los sanitarios, tal y como expuso Daniel en su ponencia, es el tercer pilar indispensable para que se produzca esa transferencia. “Cuando hablamos del ámbito sanitario, aparece otro actor que son los médicos, los sanitarios en general. Este actor también participa activamente en la transferencia de diversas formas. Por un lado, con su conocimiento. Hay que tener en cuenta que la medicina es una ciencia con una larga historia y está muy especializada, tenemos muchas especialidades médicas y muy diferenciadas entre sí. El campo de conocimiento cuando hablamos de la salud es muy amplio. 

Además, tienen acceso a los pacientes. Para que la transferencia de conocimiento de investigaciones médicas o investigaciones tecnológicas aplicadas a la medicina se produzca es imprescindible que esto en algún momento se aplique a pacientes. Esto pasa por la colaboración con los sanitarios. Finalmente, los médicos van a ser o bien quien utilicen directamente estos prototipos o quien recomienden su uso a los pacientes; es imprescindible que ellos participen también en esta transferencia”.

Pese a que los tres actores suponen la base para este proceso, tal y como afirmaba Daniel, suele haber una lucha de poderes entre ellos que desencadena un resultado que repercute en los pacientes. “El problema que surge es que suele haber una lucha de poderes en las negociaciones para llegar al mercado e intenta ganar uno de esos tres factores. Esto genera un problema importante, y… ¿quién gana? La respuesta es muy sencilla, todos pierden. Al final no se ejecuta la transferencia y hay un efecto colateral que es que los pacientes pierden. Los pacientes que no participan en este proceso de transferencia muchas veces son los más perjudicado”.

Por último, el doctor reflejó la importancia de la labor de los ingenieros biomédicos en la actualidad: “Hay muchas experiencias de transferencia científica que llegan a buen puerto y llegan a las clínicas o acaban en los pacientes, pero no es un proceso fácil. Es un proceso muy complicado por las diferencias de pensamiento y análisis de los factores en los que participan y en los que, profesionales que se están formando actualmente como los ingenieros biomédicos, pueden incluso ayudar a que se agilicen estos procesos de transferencia, precisamente por su doble perfil. Por un lado tienen ese conocimiento tecnológico y por otro lado, también tienen ese conocimiento clínico y esa visión”. 

Te mostramos su intervención al completo en nuestro canal de Youtube. Además, podrás revivir el webinar al completo y el resto de encuentros virtuales celebrados con anterioridad. No te los pierdas.

Planificación Kranyos One Step

Este es un caso con defecto óseo fronto orbitario derecho de un diámetro de 28.1mm como consecuencia de tabla ósea afectada por un tumor.

Para poder realizar una buena planificación quirúrgica es necesario saber las características del defecto óseo actual y para ello, se realiza un análisis de las paredes del cráneo con la reconstrucción en 3D en base al TAC anterior. Con esa información se hace una densitometría ósea, con la cual se puede determinar/planificar la osteotomía guiada (si el caso lo requiere), su fijación y longitud de los tornillos óptima para la fijación del futuro implante PEEK.

La propuesta que se presenta es una copia fiel (1-1) de la estructura ósea del paciente a sustituir, basándose en la reconstrucción 3D del TAC con la cual se diseña el implante que más se ajuste a sus necesidades y anatomía.

Al modelo de implante se le realiza un análisis mediante elementos finitos para la evaluación estática estructural, utilizando PEEK como material de estudio. Gracias a ese análisis, se evalúa que los espesores ideales están entre 2 y 4 mm para obtener propiedades similares al tejido óseo del cráneo ya que, además, este material es óptimo en biocompatibilidad y bioestabilidad, pues mantiene sus características físicas y químicas a largo plazo. El módulo de elasticidad del PEEK es muy similar al del hueso cortical, por lo que evita el stress shielding (desmineralización ósea del hueso adyacente). El material PEEK-Optima posee una alta resistencia a esfuerzos mecánicos, es químicamente inerte, no es cancerígeno, no provoca reacciones, se esteriliza por autoclave y tiene fácil posicionamiento y extracción.

La propuesta de resección del tumor con guías de corte es en base a las medidas y las características del juego de guías en material ABS. Su posición sobre el cráneo es anatómica, de precisión y deben estar fijadas temporalmente según las indicaciones de los gráficos.

La guía en la parte de adose mide un aproximado de 3mm de espesor, los tornillos deben entrar al hueso entre 3 y 4 mm, por lo que se sugiere que sean de 6 o 7 mm, dejando un margen de seguridad de 5mm a mayores sobre el perímetro del hueso afectado.

Traumax Response

La primera fase es analizar las pruebas diagnósticas del Angio- TC y RMN, proporcionando los parámetros técnicos solicitados y necesarios. Con ello, se detallan las características de la lesión tumoral del paciente, informando tanto del material, el cual es una masa polilobulada heterogénea, como de su peso, su volumen y su espesor.

Tras los análisis de las pruebas y tras la segmentación inicial de la zona de interés, se observa una masa polilobulada, de apariencia heterogénea con localización en la región axilar derecha. Hay estructuras infiltradas por la masa tumoral como la región lateral de la porción corta del músculo bíceps braquial o la porción coracobraquial. Además, la lesión se encuentra en íntimo contacto con los vasos axilares, mostrando la arteria axilar/porción proximal del braquial en contacto con la masa tumoral, rodeada en 2/3 de su circunferencia y con extensión craneocaudal de 2 cm aproximadamente. El plexo braquial y la arteria humeral posterior muestran contacto con la pared anterior y la región inferior de la masa tumoral, pero sin signos de infiltración.

Para finalizar el caso, se presentan dos propuestas en base a las pruebas que se analizaron previamente para que la intervención quirúrgica sea lo más eficaz posible. La primera es la propuesta de los márgenes de resección a 10 mm sobre el contorno de la masa tumoral, y la segunda es la propuesta de modelo impreso 3D, un modelo anatómico con tecnología PolyJet de alta precisión y escala 1:1, destacando las estructuras de interés en la compleja planificación quirúrgica de estos casos.

Maxylos Response

Se presenta un caso de Maxylos Response en el que la planificación está enfocada en la reposición/rectificación de la estructura ósea de la mandíbula del paciente.  

La propuesta a llevar a cabo es una copia fiel (1-1) basada en la reconstrucción 3D del TAC. Para ello, primero se realiza una osteotomía mandibular, tomando el peroné izquierdo como base/soporte de reconstrucción óptima para su fijación según la anatomía del segmento analizado.   

Este modelo de implante se analiza previamente mediante elementos finitos para la evaluación estática estructural, utilizando el titanio grado 5. El módulo de elasticidad es compatible al del hueso cortical, evitando así la desmineralización ósea del hueso adyacente. El material posee una alta resistencia a esfuerzos mecánicos, es químicamente inerte, de fácil posicionamiento y totalmente biocompatible.  

Kranyos Response, éxito en planificación y atención al paciente

En este caso, encontramos un defecto óseo parietal tras la retirada de material de titanio previo.  

Debido a la irregularidad del contorno en el defecto óseo y, para garantizar una propuesta de reconstrucción anatómica satisfactoria, se aconseja realizar previamente una osteotomía guiada, en la que se consideran unos márgenes de seguridad apropiados para obtener un ajuste anatómico preciso.  Para ello, se realiza una densitometría ósea, en la que se mide el espesor de las paredes del cráneo y con ello, se determina o planifica la osteotomía guiada, su fijación y la longitud de los tornillos para el futuro implante.  

Nuestra propuesta es una copia fiel (1-1) de la estructura ósea del paciente a sustituir y diseñada a su medida, ajustándose a sus necesidades y su anatomía. Todo ello, basado en la reconstrucción 3D del TAC que se realizó anteriormente.  

Al modelo de implante propuesto se le realiza un análisis mediante elementos finitos para la evaluación estática estructural, utilizando PEEK como material de estudio. Se encontró que los espesores ideales están entre 2 y 4 mm para que pudiera obtener propiedades similares al tejido óseo del cráneo. Este material es óptimo en biocompatibilidad y bioestabilidad, manteniendo sus características a largo plazo. El módulo de elasticidad de PEEK es muy similar al del hueso cortical, evitando así el “stress shielding” (desmineralización ósea del hueso adyacente).  

Traumax Response; Planificación de SPB

La primera fase de este caso de cirugía compleja de Traumax Response se establece cuando tras revisar las imágenes de la #tomografía y la #RMN de abdomen, se prepara el proceso de segmentación en el paciente referido con diagnóstico de leiomiosarcoma en la VCI derecha.   

Teniendo los datos de la  tomografía y de la RMN, se distingue que la masa tumoral que se ha detectado con origen en la vena iliaca común derecha, presenta un crecimiento exofitico, la cual deforma la pared y presenta signos de invasión de la arteria iliaca común derecha, con un compromiso de más de 180º de su circunferencia. 

Esta masa tumoral contacta con la pared anterior de la VCI, sin deformar su pared, inmediatamente en la confluencia de las venas iliacas comunes. La vena iliaca común derecha presenta estenosis por el compromiso tumoral de un diámetro de 4.6mm x 7.2mm en el epicentro del tumor. La trombosis de ambas venas iliacas comunes y externas, se extiende a venas femorales comunes. 

Hay colapso y trombosis de la VCI infrarrenal, la cual mide en su porción más distal 8x12mm. Por encima de la vena renal derecha, la vena cava es permeable. 

Recogida esta información, se sugiere una conclusión preliminar en la que se define que el diagnóstico del paciente es leiomiosarcoma de vena iliaca común derecha. Además, hay una abundante circulación colateral venosa a través de plexos vertebrales y sistema ácigos-hemiácigos. 

NOTA: se destaca en color naranja la distancia de 10mm o más, como propuesta de resección para márgenes negativos. 

Con la recopilación de los datos anteriores, se realiza una propuesta de impresión 3D a color de modelo anatómico complejo con tecnología PolyJet para planificación quirúrgica con las siguientes características: 

Pelvis: color amarillento-blanco  

Vasos: color azul/rojo flexibles. 

Tumor: traslúcido flexible 

Esta reconstrucción 3D aportará información necesaria para la realización de una intervención quirúrgica con todas las garantías. 

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