Parece un problema prácticamente imposible de resolver: crear una estructura artificial que imite una función adquirida a través de la evolución humana; que sea tan firme y flexible como el tejido biológico al que sustituye, que se mantenga estable el tiempo que permanezca en el cuerpo y que no se desgaste ni se desintegre. Aunque parezca imposible, existe: la prótesis de disco intervertebral fabricada por B. Braun. Está compuesta exclusivamente por titanio, un material conocido por su biocompatibilidad, resistencia a la corrosión y estabilidad. Debido a su forma de precisión y su sofisticada estructura reticular, este implante es una de las prótesis más eficaces que se fabrican.

Sus propiedades son posibles gracias a la fabricación aditiva, comúnmente conocida como impresión 3D. En este caso se extiende una fina capa de titanio sobre una placa en la línea de producción, que luego se funde mediante un láser con precisión micrométrica en puntos previamente programados para obtener una forma tridimensional. Capa a capa, se crea el objeto a partir de AESCULAP® Structan®, que cuenta exactamente con los requisitos de estructura y superficie determinados en numerosas pruebas médicas y biomecánicas.

 
Más que una caja

El Dr. Frank Kandziora sabe bien cómo la fabricación aditiva puede contribuir al bienestar de los pacientes. El jefe del Centro de Cirugía de Columna y Neurotraumatología se considera uno de los principales expertos de todo el mundo, y fue uno de los primeros cirujanos en utilizar un implante de B. Braun producido mediante impresión 3D en 2020.

«Es una caja, como una cajita de metal», explica el Dr. Kandziora. «Pero contiene una cantidad enorme de conocimientos y experiencia». Gracias a esto, continúa diciendo, la calidad del implante no se puede limitar a sus parámetros individuales, sino que depende de una compleja interacción entre material, superficie, estructura, geometría y biomecánica, es decir, todas las propiedades que tienen un impacto decisivo en la forma en que se fabrica el implante.

Otra oportunidad para la columna

El implante que utilizó el Dr. Kandziora es la caja AESCULAP® TSPACE® 3D de B. Braun. Se utiliza para estabilizar la columna lumbar. Esta cirugía está indicada cuando uno o varios discos intervertebrales se degeneran hasta tal punto que no son capaces de estabilizar y amortiguar la columna. En ese caso, la columna empieza a deslizarse, lo que presiona los nervios y provoca un inmenso dolor a los pacientes. «Tratamos de eliminar esta inestabilidad utilizando este tipo de caja como una férula», explica el Dr. Kandziora sobre el procedimiento. La rápida y completa integración del implante con las vértebras adyacentes es crucial para el éxito del procedimiento. 
 
«La principal ventaja de los implantes obtenidos mediante impresión 3D es que poseen una estructura superior que permite que el hueso se adhiera más rápido y mejor», afirma el Dr. Kandziora. «Se puede ver claramente». La obtención de esta estructura ha sido posible gracias a la fabricación aditiva, ya que el láser permite generar casi cualquier forma tridimensional. En el centro del implante hay una cavidad a través de la cual los huesos pueden seguir creciendo. «El tamaño de los agujeros, su configuración y la rigidez de todo el implante son importantes para proporcionar a los huesos los movimientos diminutos que necesitan hacer y estimular el proceso de cicatrización», comenta el Dr. Kandziora. La forma básica tampoco se deja al azar. «El diseño de la caja proporciona a los huesos una mayor superficie de apoyo, lo que permite respetar los platillos vertebrales cartilaginosos superior e inferior». Esto reduce el riesgo de que el implante se hunda en las vértebras, lo que podría comprometer la función y la estabilidad de la columna.

No solo la macroestructura desempeña un papel; la superficie de la prótesis también es crucial. «Durante años se han utilizado implantes hechos principalmente de plástico PEEK (polieteretercetona)», comenta el Dr. Kandziora. «Tienen una superficie demasiado lisa, por lo que los huesos no cicatrizan correctamente». En cambio, el implante obtenido mediante impresión 3D tiene una superficie porosa, ideal para crear las condiciones necesarias para la adherencia de los osteocitos. «Muchos pacientes no necesitan analgésicos al cabo de dos semanas. A los tres meses, la mayoría han cicatrizado tan bien que pueden volver a llevar una vida normal», explica el Dr. Kandziora sobre el uso de la caja TSPACE®.

Los productos de ortopedia solo son el principio

El éxito clínico que ya han logrado los implantes obtenidos mediante impresión 3D es tan impresionante que B. Braun ha encargado a su equipo de I+D en Materiales y Tecnologías Innovadores que investiguen nuevas instalaciones para procesos de fabricación aditiva, que podrían cambiar drásticamente la forma en que B. Braun desarrolla, fabrica y trabaja con algunos de sus productos en este sector. 

El objetivo de B. Braun es identificar otros productos en los que sean aplicables las ventajas de la impresión 3D observadas con los implantes de discos intervertebrales y acetabulares. «Con la fabricación aditiva, podemos crear productos innovadores que no podrían fabricarse de otra manera, y ofrecer a los clientes un valor añadido. Es un enorme privilegio poder trabajar con una tecnología tan valiosa», afirma Patricia Graf, que ha dirigido el equipo de I+D en Materiales y Tecnologías Innovadores de B. Braun desde 2017. Se puede responder aún mejor a las necesidades de los clientes, y se pueden procesar soluciones no convencionales de manera eficiente. Al Dr. Kandziora también le parece fascinante esta idea: «Lo maravilloso de esta tecnología es que un proceso estandarizado casi puede generar un producto único», comenta. «En el futuro, cada pacientes podrá tener un implante personalizado». B. Braun ya fabrica implantes en tamaños poco frecuentes para pacientes en los que no sirve una solución estándar debido a sus requisitos anatómicos.

Graf también ve muchas posibilidades para aprovechar las ventajas de la fabricación aditiva durante la producción de instrumental quirúrgico. «Normalmente hay que sujetar estos instrumentos con la mano», explica Graf. Cuanto más ligeros y delgados sean, más fáciles son de manejar y mejor es la visibilidad del campo quirúrgico.

Nueva integración vertical

La fabricación aditiva no solo promete importantes ventajas en los productos, sino que también está cambiando las operaciones de trabajo básicas en la empresa. Durante la producción de los implantes mediante impresión 3D, B. Braun controla toda la cadena del proceso. Se trata de una integración vertical que no solo aumenta la resistencia de la producción frente a los factores externos, sino que también permite integrarla de manera eficiente en los procesos de la empresa. Antes de poder imprimir en 3D productos sanitarios complejos como los implantes, deben pasar por una serie de etapas: desde el desarrollo hasta el diseño, pasando por pruebas biomecánicas y ensayos clínicos extensos. E incluso después del proceso de impresión, es preciso limpiarlos y acabarlos mediante un proceso que requiere mucho tiempo. «Al contar con todas estas capacidades propias, el proceso ofrece nuevas oportunidades», comenta Graf. Por supuesto, la fabricación aditiva no se limita solo a los productos sanitarios. «También estamos utilizando esta tecnología para crear fijaciones para los equipos de producción. Y estamos evaluando qué piezas de repuesto de nuestras máquinas podríamos fabricar en el futuro», explica Graf.

Sostenibilidad a través de la innovación

La fabricación aditiva también puede hacer que la producción sea considerablemente más sostenible. No solo es posible fabricar el producto en una pieza en las propias instalaciones, lo que elimina la necesidad de transportar productos intermedios, sino que la fabricación aditiva es también mucho más eficiente en cuanto a materiales. Los productos fabricados a partir de un material sólido pueden imprimirse en 3D, de manera que prácticamente solo se utiliza la cantidad de material que requiere el producto final. El polvo de titanio sobrante se tamiza y se reutiliza en el siguiente lote.

Sin embargo, la forma más importante en la que la fabricación aditiva está dando forma a la empresa guarda relación con otro campo. «El desarrollo de nuevos productos y su implementación en una línea de producción requiere trabajo en equipo», declara Graf. «La fabricación aditiva es una tecnología apasionante para todos», añade. «Creo que soy muy afortunada de poder trabajar con personas con tanta dedicación y entusiasmo, que quieren sacar el máximo partido de esta tecnología».