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Pacientes con artritis contarán con implantes de falange a su medida

 
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06 de mayo de 2015

Bogotá D. C., may. 06 de 2015 – Agencia de Noticias UN- La prótesis de metacarpo-falángica personalizada permitirá a pacientes con artritis o enfermedades reumáticas disponer de implantes de falange hechas a su medida.

En la actualidad, el diseño y fabricación de prótesis de este tipo no contempla aspectos geométricos y condiciones específicas de cada paciente, por eso, esta propuesta desarrollada por el Grupo de Investigación Biomecánica de la U.N. ofrece una nueva solución a problemas en la medicina personalizada.

La cirugía de falange es uno de los casos en los que se deben solucionar problemas de las articulaciones a partir de las condiciones específicas del paciente y los requerimientos que tendría la articulación en términos de movilidad biomecánica.

Este grupo de investigación de la Facultad de Ingeniería ha desarrollado una nueva metodología que parte de las necesidades del paciente y de las imágenes de tomografía axial computarizada (TAC).

“Se trata del diseño de una prótesis de falange hecha a la medida, que cumple con los respectivos requerimientos biomecánicos específicos del paciente”, explica Carlos Julio Cortés Rodríguez, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica, quien agrega que dichas imágenes permitieron determinar la morfología y movilidad  que se tiene disponible, es decir, el ángulo de flexión y extensión específica del paciente.

Con esta información se desarrolló un modelamiento 3D por computador, al que posteriormente se le realizaron diferentes cálculos de resistencia que permitieron obtener la geometría del implante de falange.

Mauricio Cuervo, ingeniero mecatrónico de la U.N., afirma que estos cálculos son realizados con una simulación por medio de un software de elementos finitos, este método permite la aproximación numérica de problemas mecánicos, en este caso de esfuerzo y formación.

“Con este proceso se puede verificar que los esfuerzos que genera el cuerpo ajeno ingresado a la estructura, no sobrepasen los que admite el hueso”, amplía el ingeniero Cuervo.

La fabricación de esta prótesis depende de diferentes materiales. En la técnica moderna se utilizan fundamentalmente aleaciones metálicas de titanio, cerámicas basadas en óxido circonio, alúmina y polímeros.

Actualmente, la investigación ha logrado desarrollar el modelo de la articulación, y especificar la geometría requerida para el caso del paciente estudiado. El paso siguiente es la prueba de prototipo, que determinará las características de la superficie articular por medio quirúrgico en un cadáver.

La industria médica desarrolla generalmente productos masivos, por lo que comercialmente las articulaciones tienen tallas determinadas que en algunos casos no son las indicadas para los pacientes, por esta razón la solución es la articulación personalizada.

Según el profesor Cortés, en Colombia la tendencia de la cirugía orientada hacia soluciones personalizadas es muy reciente, por lo que estos desarrollos de ingeniería son un potencial para los procedimientos quirúrgicos.

Este trabajo interdisciplinario es realizado por Mauricio Cuervo, ingeniero mecatrónico; Enrique Vergara, profesor de ortopedia de la Facultad de Medicina de la U.N.; y Carlos Julio Cortés Rodríguez, coordinador del Grupo de Investigación Biomecánica.

Cirugías ortopédicas con vanguardia tecnológica

 
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29 de julio del 2011

La displasia ocurre porque el acetábulo y la cabeza del fémur no se ensamblan correctamente, produciendo dolor y alteración esquelética. - Archivo Particular
La displasia ocurre porque el acetábulo y la cabeza del fémur no se ensamblan correctamente, produciendo dolor y alteración esquelética. - Archivo Particular

Bogotá D.C. Agencia de Noticias UN – Prototipos físicos para planeamiento quirúrgico que semejan la parte afectada del paciente a partir de modelamiento tridimensional por computador están siendo desarrollados en la UN.

El Grupo de Investigación en Biomecánica del Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica, dirigido por el profesor Carlos Julio Cortés Rodríguez, con participación de los ingenieros Mauricio Cuervo, Óscar Rodríguez e Indy Araque, diseñó esta herramienta que se adapta a cada paciente, lo que permitirá realizar las cirugías con mayor precisión y en menor tiempo.

Las deformaciones del esqueleto pueden producir dolores y alterar el desempeño físico de una persona. Las imágenes diagnósticas como radiografías, tomografías axiales computarizadas (TAC) y resonancias magnéticas le permiten al ortopedista identificar y ubicar los sitios precisos donde se localizan las alteraciones, ayudándole a planear la corrección quirúrgica (osteotomía) necesaria.

La osteotomía consiste en cortar los huesos para modificar su forma y orientación, explica el especialista Carlos García Sarmiento, ortopedista de la Universidad Nacional de Colombia, quien señala que de esta manera se repara la deformidad para aliviar el dolor y mejorar las partes afectadas en el paciente.

Esta tecnología, desarrollada por los ingenieros, es una herramienta médica importante, pues ofrece mayor orientación, seguridad y precisión durante una intervención quirúrgica, señala García.

Hasta ahora, con las tecnologías en imágenes, el médico ha podido conocer la ubicación de las fracturas u otras deformaciones, pero el trabajo del Grupo de Biomecánica va más allá.

“La herramienta es novedosa en nuestro medio porque nos permite a los cirujanos tener un prototipo físico similar a la estructura ósea antes de la cirugía. Así, llegamos con más precisión al área que se debe cortar o modificar”, manifiesta el ortopedista.

Prototipado rápido

A partir de un software de modelamiento tridimensional se crea una base de datos personalizada, Dataset, en la cual se introduce toda la información del paciente y su patología, explica el profesor Cortés Rodríguez. “La idea es que este programa, una vez reciba la información completa y precisa, realice la impresión física del sistema óseo considerado”.

En ese momento del proceso, el especialista puede observar a través del computador el estado del hueso en todos sus ángulos (forma tridimensional).  La información se exporta en un formato especial, denominado STL (programa), que se emplea para la fabricación física del prototipo requerido.

Dicho modelo se genera a través de fabricación aditiva por capas (rapid prototyping), similar a una “impresión tridimensional”, que elabora la pieza específica del cuerpo humano en un material polimérico con texturas y colores parecidos a los tejidos reales. Para el ortopedista García Sarmiento, el producto de esta impresión, es decir, la estructura ósea copiada del paciente, le ayuda a manipular y conocer la situación previa a la intervención.

“La técnica de fabricación aditiva por capas logra reproducir claramente los detalles con geometrías imposibles de imitar bajo procesos convencionales”, aclara el profesor Cortés Rodríguez.

Ventajas

Con la muestra física de la estructura ósea o la región de interés, que contiene la representación de tejido óseo de cada uno de los cortes axiales escaneados del paciente, el especialista puede orientar su abordaje y ver la morfología exacta a la que se va a enfrentar. Así, reduce el tiempo de la operación y mejora la probabilidad de éxito de la cirugía.

Créditos: agenciadenoticias.unal.edu.co