El Clínico y la UGR aplican la impresión 3D a la cirugía

El Hospital Universitario Clínico San Cecilio y la Universidad de Granada (UGR) ponen en marcha el primer laboratorio andaluz de Biofabricación y (bio)impresión 3D denominado ‘BioFab i3D Lab’, que permitirá avanzar en la medicina personalizada y de precisión. El Instituto de Investigación Biosanitaria de Granada (IBS.Granada) también forma parte de esta iniciativa centrada en la aplicación de la impresión 3D a modelos anatómicos que contribuyen a mejorar la planificación de la cirugía y a disminuir los tiempos quirúrgicos. Asimismo, y de forma paralela, el convenio ofrece también el marco para investigar en la bioimpresión de tejidos a partir de células humanas, así como en la viabilidad futura de su aplicación a la práctica clínica.

Este acuerdo de colaboración pone en común las instalaciones, infraestructuras, conocimiento y personal de estas entidades con el fin de avanzar mucho más rápido para trasladar estas tecnologías y avances científicos a casos reales de pacientes, aportando soluciones adaptadas a sus necesidades particulares. En el laboratorio BioFabi3D trabajará un equipo de 36 profesionales, investigadores y clínicos, de diferentes titulaciones universitarias entre las que se incluyen: médicos, ingenieros biomédicos y de la salud, biólogos, farmacéuticos, bioquímicos, biotecnólogos, físicos y bioinformáticos.

Pacientes con patologías muy variadas pueden beneficiarse del trabajo conjunto en este campo entre clínicos e investigadores, incluyendo, entre otras, enfermedades del sistema musculoesquelético, cardiovasculares, del sistema urogenital, del sistema digestivo y oncológicas.

BioFab i3D Lab, reconocido por la Universidad de Granada como ‘Laboratorio Singular’, cuenta ya con dos sedes en el Parque Tecnológico de la Salud muy próximas entre sí, pero complementarias; una ubicada en el Centro de Investigación Biomédica (CIBM) de la UGR; y la otra, en el servicio de Radiodiagnóstico del Clínico San Cecilio, ubicado en la planta baja del hospital.

La rectora de la Universidad de Granada Pilar Aranda y el director gerente del Hospital Clínico San Cecilio, Manuel Reyes, han suscrito hoy, en las instalaciones del hospital, el convenio de colaboración, en presencia del delegado de Salud y Familias Indalecio Sánchez-Montesinos, y, en representación de IBS.Granada, la directora gerente de FIBAO, Sarah Biel. Una vez concluida la firma, han visitado la sede del laboratorio ubicada en el Área de Radiodiagnóstico del hospital granadino.

Juan Antonio Marchal Corrales, catedrático de la Facultad de Medicina y responsable de BioFab i3D Lab de la UGR, subraya que la firma de este convenio supone “un apoyo decidido de ambas instituciones por acercar la investigación de vanguardia en biofabricación e impresión 3D al ámbito hospitalario”. Y, sobre todo, sirve de empuje “para ofrecer a los profesionales sanitarios herramientas innovadoras que permitan obtener mejores resultados clínicos y aporten soluciones adaptadas a las características de cada paciente, para mejorar su calidad de vida”, apunta Marchal.

Por su parte, José Luis Martín Rodríguez, jefe del servicio de Radiodiagnóstico del Clínico San Cecilio destaca que “con los modelos impresos en 3D pretendemos entender la anatomía específica de cada paciente y las alteraciones patológicas concretas que presentas los órganos de ese individuo”. De este modo, “al tener un soporte físico en tres dimensiones con el que practicar, se puede realizar una planificación quirúrgica individualizada que permita simular diferentes tratamientos para ofrecer el mejor de ellos al paciente”, señala Martín. En este sentido, se trata de un proceso personalizado de mejora que consiste en entender mejor, para planificar y tratar también mejor al paciente.

Beneficios para los pacientes

La puesta en marcha de este laboratorio y de esta colaboración entre investigadores y clínicos aporta numerosos beneficios a los pacientes. El principal, es ofrecer una respuesta personalizada a sus patologías, de manera rápida y con los menores efectos adversos posibles asociados a la intervención terapéutica.

En cuanto a la aplicación de la impresión 3D en modelos anatómicos humanos para cirugías, con ella se mejora la evaluación clínica y se disminuye el tiempo de planificación e intervención quirúrgica, así como el de estancia hospitalaria o en UCI. Se aumenta, por tanto, la eficiencia y mejoran los resultados generales del paciente en cuanto a posibles complicaciones y evolución clínica.

También para los profesionales aporta beneficios, ya que facilita su labor asistencial al mejorar la preparación preoperatoria y reducir los riesgos de error durante cirugías complejas. No en vano, el uso de estas técnicas y tecnologías permite la planificación con un modelo 3D que se comporta del modo más parecido posible al tejido anatómico, con una precisión milimétrica, eliminando la improvisación y aumentando la seguridad del paciente.

Además, ofrece también un gran potencial de uso desde el punto de vista formativo de los especialistas residentes. Así, resulta de gran utilidad para el aprendizaje la posibilidad de generar modelos anatómicos 3D de pacientes con patologías concretas que permitan abordar las mejores soluciones terapéuticas y evaluar los resultados de la actuación terapéutica.

Líneas actuales y futuras

Las principales líneas de actuación que ya se han empezado a desarrollar en la sede del laboratorio ubicada en el Clínico San Cecilio son: la impresión 3D de biomodelos personalizados para la modelización de la enfermedad y la mejora de la aproximación quirúrgica y los tiempos de operación de los pacientes; el diseño y fabricación de guías quirúrgicas y modelos pre-quirúrgicos; y la generación de modelos anatómicos digitales impresos en 3D usando diferentes polímeros y elastómeros.

En la sede del laboratorio ubicada en el CIBM, se está trabajando actualmente en la producción de sustitutos biomiméticos bioimpresos de tejidos normales con aplicación en patologías prevalentes, la bioimpresión 3D de modelos tumorales miméticos bioimpresos y de metástasis-on-a-chip con aplicación en medicina de precisión del cáncer.

Actualmente, se imprimen modelos 3D de patologías concretas a demanda de los Servicios de Cirugía, Urología y Traumatología del hospital Clínico San Cecilio. En unos meses, se pretende implantar un sistema que abarque a todos los pacientes que se les vayan a realizar nefrectomías parciales o a pacientes con cáncer de páncreas.

Próximamente, se abordará el desarrollo de softwares de fusión multimodal de imágenes médicas para la impresión 3D directa, el procesamiento de alta resolución y modelado de imágenes médicas en 3D para imprimir con precisión y alta resolución estructuras anatómicas pequeñas. También se están dando paso para la implementación de algoritmos de inteligencia artificial en el diseño y puesta en marcha de estrategias avanzadas de automatización y control en bioprocesamiento para (bio)impresión 3D personalizada y de precisión.

Qué es BioFab i3D Lab y para qué sirve

El laboratorio BioFabi3D tiene como principal objetivo ser laboratorio de referencia en (bio)fabricación 3D, por su potencial de aplicación en la medicina de precisión y personalizada aplicada a patologías de gran prevalencia, mejorando la respuesta terapéutica a las mismas.

Para ello, cuenta con equipamiento de última generación y proporciona infraestructura y asesoramiento a investigadores tanto de la propia universidad como de fuera de ella, aportando tecnologías de (bio)fabricación avanzada para su aplicación en medicina regenerativa y cáncer. La tecnología e infraestructura de la que dispone es considerada como ‘Tecnología facilitadora esencial’ (en inglés, KET), ya que combina fotónica, fabricación avanzada, (bio)materiales avanzados, nanotecnología, biotecnología y micro/nanoelectrónica.

Además, el personal que compone el laboratorio está altamente especializado y tiene un perfil multidisciplinar con experiencia en ingeniería regenerativa, en investigación traslacional e investigación clínica. Todos estos aspectos hacen que BioFabi3D se convierta en un referente en esta área tan novedosa a nivel regional, nacional e internacional.

Se trata, por tanto, de un laboratorio único en Andalucía al combinar la impresión 3D de biomodelos personalizados usando nuevos desarrollos digitales, con la fusión de imágenes multimodales y la biofabricación de estructuras 3D vivas biomiméticas para su aplicación en medicina regenerativa y cáncer. A nivel nacional, existen tres laboratorios (los del Hospital Gregorio Marañón en Madrid, el Hospital San Juan de Dios de Barcelona y el Hospital Clínico de Valencia) que coinciden en la combinación de algunos de estos aspectos pero no ofrecen el mismo abordaje integral que propone BioFab i3D Lab.