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Introducción de la Fabricación Aditiva Híbrida para la Producción de Órganos Artificiales Multimateriales para la Educación y Pruebas In Vitro

Autores: Chatzipapas, Konstantinos; Nika, Anastasia; Krimpenis, Agathoklis A.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Introducción de la Fabricación Aditiva Híbrida para la Producción de Órganos Artificiales Multimateriales para la Educación y Pruebas In Vitro


Categoría

Procesos industriales

Subcategoría

Diseño de procesos industriales

Palabras clave

Evolución
Impresión 3D
Ingeniería biomédica
Fabricación aditiva
Modelo físico
Aplicaciones médicas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La evolución de la impresión 3D ha dado paso a la accesibilidad y la rentabilidad, abarcando diversas industrias, incluyendo la ingeniería biomédica, la educación y la microfluídica. En la ingeniería biomédica, abarca la bioprinting de tejidos, la producción de prótesis, implantes ortopédicos de metal poroso y la facilitación de modelos educativos. Los enfoques de Fabricación Aditiva Híbrida y, más específicamente, la integración de la Modelación por Deposición Fundida (FDM) con la impresión de bio-tinta ofrecen las ventajas de una mayor precisión, soporte estructural y geometría controlada, aunque persisten desafíos en la supervivencia celular, la interacción y la entrega de nutrientes dentro de las estructuras impresas. El objetivo de este estudio fue desarrollar y presentar una forma de bajo costo para producir fantasmas físicos de órganos humanos que pudieran ser utilizados para investigación y capacitación, cerrando la brecha entre el uso de fantasmas computacionales altamente detallados y las aplicaciones clínicas en la vida real. Para este propósito, este estudio utilizó datos clínicos anónimos de Tomografía Computarizada (TC) para crear un modelo físico de hígado utilizando la impresora Creality Ender-3. Se emplearon materiales de Ácido Poliláctico (PLA), Alcohol Polivinílico (PVA) y silicona de cuerpo ligero (Polisiloxano) para imprimir el hígado, incluyendo sus venas y arterias. En resumen, se utilizó PLA para crear un molde de un hígado que se llenaría con silicona de cuerpo ligero biocompatible. Se imprimieron moldes de las venas y arterias utilizando PVA y luego se insertaron en el modelo de hígado para crear un canal vacío. Además, el PVA se lavó del producto final utilizando agua tibia. A pesar de pequeñas imperfecciones debido a las limitaciones de la impresora, el producto final imita el modelo computacional con suficiente precisión. Ajustes de precisión en la fase de diseño compensaron esta variación. La novedosa metodología de impresión 3D de bajo costo propuesta produjo con éxito un modelo físico de hígado anatómicamente preciso, presentando aplicaciones prometedoras en educación médica, investigación y planificación quirúrgica. Notablemente, sus implicaciones se extienden a la formación médica, la medicina personalizada y el trasplante de órganos. El potencial de la tecnología incluye capacitación en inyecciones para profesionales médicos, fantasmas antropomórficos personalizados para terapia de radiación y la perspectiva futura de crear órganos vivos funcionales para trasplantes de órganos, aunque requiere una colaboración interdisciplinaria significativa y una inversión financiera. Esta técnica, si bien muestra un inmenso potencial en aplicaciones biomédicas, requiere avances adicionales y cooperación interdisciplinaria para su utilización óptima en la revolución de la ciencia médica y el beneficio de la atención sanitaria del paciente.

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