El cáncer de mama es una de las principales causas de muerte por cáncer en mujeres en todo el mundo. La detección temprana es crucial para mejorar las tasas de supervivencia, por lo que la investigación en nuevas técnicas de diagnóstico es tan importante. En este sentido, el Instituto Politécnico Nacional (IPN) da un paso gigante con el desarrollo de una innovadora técnica 3D que promete revolucionar el diagnóstico del cáncer de mama.
Juan Alfonso Beltrán Fernández, investigador adscrito a la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ESIME) unidad Zacatenco, desarrolló un método que utiliza imágenes de tomografías computarizadas para generar modelos digitales de las mamas.
Estos modelos digitales se imprimen en 3D con una resina especial que al pasar por un lente polarizador intensifica el color en las zonas donde hay tejido tumoral.
La importancia de esta investigación ya es reconocida a nivel internacional y Beltrán presentará sus avances en la 18 Conferencia Internacional de Ingeniería Computacional Avanzada y Experimentación (ACEX) 2025 en Nápoles, Italia. Además, se publicará un libro sobre esta técnica y se buscará el registro de la patente ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI).
La verdadera innovación de este proyecto radica en el uso de una resina fotopolimérica experimental, que al ser atravesada por un lente polarizador provoca una intensificación del color en las áreas donde se encuentra el tejido tumoral. Esta característica resulta de un valor incalculable en las etapas iniciales del diagnóstico, permitiendo una detección más temprana y precisa. Además, facilita una planificación quirúrgica más efectiva, optimizando los procedimientos y reduciendo los riesgos para las pacientes.
El doctor en Biomecánica subraya la importancia de estos modelos tangibles para los especialistas, ya que les permiten tomar decisiones informadas y realizar diagnósticos en etapas más tempranas, mejorando significativamente las probabilidades de éxito en el tratamiento.
El proceso de creación de estos modelos físicos es un ejemplo de la precisión y el detalle que esta tecnología ofrece. Miembro del Sistema Nacional de Investigadoras e Investigadores (SNII) nivel II, explica que el análisis de imágenes provenientes de tomografías computarizadas, resonancias magnéticas, mastografías e incluso ultrasonidos se realiza mediante el software ScanIP. Este programa permite la extracción de un archivo imprimible en 3D, conocido como estereolitográfico (STL). Por último, un visor externo llamado Meshmixer entra en juego, permitiendo la separación, manipulación y movimiento dinámico de todas las estructuras mamarias.
Desde la capa externa de la piel hasta los conductos, vasos, lóbulos, tejidos y ganglios, cada componente puede ser examinado individualmente. Esta capacidad de visualizar y analizar estructuras específicas, incluyendo tejidos atípicos asociados a tumoraciones, representa un avance significativo en comparación con la interpretación tradicional de tonalidades grises en tomografías.
Visualización
La capacidad del software para mostrar cada estructura por separado ofrece una claridad sin precedentes, superando las limitaciones de la interpretación convencional de tomografías.
Una vez completado el modelo digital, se procede a la impresión 3D en resina fotopolimérica. El experto detalla que la estructura interna de la fisiología mamaria se imprime a un tamaño que oscila entre 80 y 100% de su tamaño real.
Este proceso, que requiere aproximadamente de ocho a nueve horas, culmina en la creación de un modelo tangible y detallado, representación física que no solo facilita la comprensión de la anatomía mamaria, sino que también se convierte en una herramienta invaluable para la planificación quirúrgica y la educación médica, permitiendo a los especialistas tomar decisiones más informadas y precisas.
La clave de la sensibilidad de estos prototipos reside en las resinas fotopoliméricas utilizadas en su elaboración, que poseen características ópticas únicas que permiten un análisis detallado al ser expuestas a la luz blanca a través de un polarizador portátil, diseñado específicamente para este propósito. La tonalidad oscura que se revela en las áreas del modelo indica la presencia de posibles tumoraciones, ofreciendo a los especialistas una herramienta de diagnóstico visualmente intuitiva.
La observación de pequeñas manchas con patrones en tonalidades verdes y tornasol al colocar el modelo en el polarizador proporciona información adicional valiosa, que puede ser determinante para decidir la necesidad de realizar una biopsia del tejido. Esta capacidad de visualización detallada representa un avance significativo en la detección temprana y precisa del cáncer de mama.
Actualmente, el proyecto se encuentra en una fase crucial de validación hospitalaria, un paso esencial para garantizar su eficacia y seguridad en un entorno clínico real. Además, se explorará la viabilidad de implementar estos modelos en hospitales de todo el país, con el objetivo de hacer accesible esta herramienta a un mayor número de pacientes.
El inventor de esta tecnología vislumbra la posibilidad de fabricar estos modelos con materiales más flexibles, lo que permitiría utilizarlos de manera aún más efectiva en la planificación de cirugías. Esta adaptación mejoraría la precisión de los procedimientos quirúrgicos, beneficiando directamente a las pacientes.
Modelos 3D de mama, herramienta pedagógica
La materialización de estos modelos 3D también se presenta como una herramienta pedagógica de gran utilidad en la formación de médicos, proporcionando una comprensión tangible de la anatomía y patología mamaria. Asimismo, juega un papel crucial en la concientización de las pacientes, al ofrecer una representación visual clara de su condición.