impresión 3D, movimiento

5 de junio de 2023

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por Alyssa Schaechinger, Universidad Texas A&M

Cuando ingresa al consultorio de un veterinario, espera ver fotos de amigos peludos, gráficos anatómicos y una computadora en la que su médico tomará notas sobre su mascota. Cuando entras en la oficina de la Dra. Kate Barnes, ves todo esto con un toque futurista de impresoras 3D.

Barnes, profesora clínica asociada en la Facultad de Medicina Veterinaria y Ciencias Biomédicas (VMBS) de la Universidad de Texas A&M y especializada en ortopedia de animales pequeños, dedica su investigación y práctica clínica en el Hospital de Enseñanza de Pequeños Animales (SATH) de la VMBS a la vanguardia mediante la definición de 3D el papel de la impresión en el cuidado de la salud y la implementación de la tecnología de evaluación de la movilidad en la medicina veterinaria como parte del Gait Lab.

El uso de las impresoras 3D en la oficina de Barnes para imprimir materiales biocompatibles coloca al VMBS en la cúspide de un mayor desarrollo de la medicina veterinaria. Si bien los modelos 3D son más comunes en la medicina humana para crear piezas de repuesto y dispositivos médicos personalizados, Barnes dijo que la práctica de usar guías quirúrgicas impresas en 3D aún se encuentra en las fases de desarrollo en la medicina veterinaria.

De particular interés para Barnes es trabajar para implementar modelos 3D en sus protocolos operativos, tanto en la fase de planificación de la cirugía como durante el procedimiento real.

"Podemos hacer un par de cosas con las impresoras 3D", dijo. "Una es que podemos mirar los huesos con nuestro software 3D y hacer una planificación quirúrgica virtual; es un poco más fácil evaluar algunas de las extremidades y los huesos cuando los miras en 3D. También podemos imprimir los modelos para que podamos evaluar deformidades y fracturas durante el proceso de planificación de cirugías, y podemos practicar esas cirugías usando los modelos".

Uno de los problemas más comunes que Barnes y su equipo tratan en perros, y ocasionalmente en gatos, usando modelos impresos en 3D son las deformidades angulares de las extremidades, una condición en la que la extremidad no está recta. Las deformidades angulares de las extremidades pueden ser el resultado de un traumatismo o un crecimiento inadecuado y, por lo general, se tratan quirúrgicamente haciendo cortes en el hueso del animal, lo que permite realinear con precisión la extremidad deformada.

Para garantizar que el corte sea preciso y eficiente, los cirujanos ortopédicos de SATH pueden imprimir guías quirúrgicas en 3D, que son plantillas a medida desarrolladas con un software especial durante la etapa de planificación quirúrgica. Una vez que se imprimen las guías, se unen a un hueso durante la cirugía, mostrando al cirujano exactamente dónde y en qué ángulo cortar para corregir una deformidad.

Las guías son beneficiosas porque se adaptan al tamaño y forma exactos de cada paciente individual.

"Si ya tiene todo planificado, el uso de guías quirúrgicas reduce el tiempo quirúrgico, lo que reduce el riesgo de cosas como infecciones", dijo Barnes. "Si está entregando libremente el procedimiento (sin una guía), también hay un poco más de tendencia a ser menos preciso.

"Entonces, las guías ayudan con el momento de la cirugía, ayudan con la precisión de la cirugía y ayudan a acortar el tiempo que un perro está bajo anestesia", dijo.

Uno de los desafíos actuales de la generalización de la impresión 3D es el alto precio que enfrentan los veterinarios interesados ​​en desarrollar sus propios modelos y guías, que incluye el costo del software, las impresoras y los materiales biocompatibles que son seguros para usar en organismos vivos.

Afortunadamente, debido a que las recompensas superan el costo del equipo, estos recursos están disponibles en Texas A&M para su uso con pacientes veterinarios y los tratamientos se ofrecen a un precio accesible para los propietarios, dijo Barnes.

Además de la impresión 3D, Barnes, junto con otros investigadores del SATH, están ayudando a los perros a mejorar su movilidad en el nuevo Gait Lab. El trabajo de Barnes en el Gait Lab es único, ya que fomenta la investigación y pone el uso de la tecnología de seguimiento de movimiento en la práctica médica.

El VMBS es una de las únicas facultades de veterinaria y el SATH es uno de los únicos consultorios veterinarios con acceso a esta tecnología, que realiza dos tipos diferentes de evaluaciones.

La primera se llama evaluación cinemática, que permite a los investigadores de VMBS examinar el movimiento de las articulaciones y las extremidades utilizando pequeñas bolas reflectantes. Barnes compara esta tecnología, que actualmente solo usan con fines de investigación, con la que se usa para crear efectos CGI en películas.

"Es el mismo tipo de tecnología", dijo. "Podemos poner pequeñas bolas reflectantes en los perros mientras caminan, y tenemos cámaras que captan su movimiento para que podamos analizarlo".

El segundo tipo de evaluación, llamada evaluación cinética, utiliza placas para determinar cuánto peso soporta un perro en cada pata. Los clínicos de VMBS han utilizado esta herramienta tanto con los pacientes ortopédicos del SATH como en muchos proyectos de investigación.

Los resultados producidos en el Gait Lab permiten a los investigadores monitorear el movimiento de las articulaciones de un perro o incluso detectar cojeras sutiles. Si un perro prefiere una pierna debido al dolor, la nueva tecnología permite que Barnes y su equipo lo vean en los puntos de datos.

Los datos recopilados en el Gait Lab permiten a Barnes y a sus colegas investigadores monitorear cuantitativamente la movilidad de un perro. Antes de usar esta tecnología, la mayoría de los datos de movilidad posoperatoria eran subjetivos y dependían de la perspectiva del investigador y del dueño de la mascota para monitorear el progreso de un perro.

"Durante la recuperación de un perro, el efecto placebo ocurre en los dueños y veterinarios", compartió Barnes. "Cuando hacemos tratamientos en animales, la gente quiere creer que están mejorando.

"Gait Lab es excelente porque nos brinda un número objetivo de cuánto peso soporta un perro en su pierna, en lugar de tener que depender simplemente de 'Creo que se ve bastante bien'. Nos ayuda a rastrearlos a lo largo del tiempo y realmente poder decir el impacto de lo que hemos hecho por ellos", dijo.

Debido a que la tecnología de evaluación cinética que se usa con los pacientes en el Gait Lab no suele estar disponible en las prácticas veterinarias privadas, Texas A&M es uno de los pocos lugares del estado donde los pacientes pueden experimentar sus beneficios; como tal, el SATH y el trabajo que se lleva a cabo en el Gait Lab tienen el potencial de tener un gran impacto en la medicina veterinaria.

Texas A&M continúa impulsando la investigación veterinaria hacia el futuro al potenciar trabajos como la investigación de Barnes en impresión 3D y el Gait Lab.

Estas tecnologías aún son relativamente nuevas en términos de tecnología quirúrgica veterinaria, y Barnes es una de las pocas profesionales que dedica su carrera a su avance.

"Son un poco más comunes en la medicina humana. Es algo que está cada vez más disponible en la medicina veterinaria, pero a menudo requiere más tiempo", dijo. "Hay otras universidades que lo hacen, pero definitivamente es algo que todavía está por venir".

Barnes también está ayudando a garantizar que estas tecnologías crezcan en el futuro al transmitir sus conocimientos y experiencias a los estudiantes.

"Doy una conferencia sobre la impresión 3D en las deformidades de las extremidades angulares", dijo. "Los estudiantes generalmente mirarán los modelos juntos, mirarán las guías si las tenemos y hablarán sobre la deformidad y qué cosas vamos a hacer para corregirla".

Debido al trabajo de Barnes, así como a otras innovaciones en investigación y atención al paciente que se exploran en Texas A&M, el SATH albergará muchos avances emocionantes en los próximos años.

A medida que Barnes continúa siendo pionera en este movimiento, mira hacia el futuro con entusiasmo.

"Está surgiendo cada vez más en la medicina veterinaria, por lo que esperamos tener la oportunidad de usarlo aún más", dijo. "Si conocen algún caso, algún perro con patas torcidas, envíenlo. Estaremos encantados de atenderlo".

Proporcionado por la Universidad de Texas A&M