En 2012 nació en China una niña llamada Han Han con un encéfalo cuatro veces mayor al tamaño normal. Tres años después la presión intracraneal ejercida por la hidrocefalia casi la deja ciega y a punto de otras graves lesiones cerebrales. Sin más opción los médicos emprendieron una compleja operación quirúrgica de 17 horas que involucró el empleo de una impresora 3D, con la cual se creó una prótesis de cráneo de platino que sustituyó con diversos implantes a los huesos de su cabeza.
Aunque no era la primera vez que la fabricación aditiva ayudaba a reparar un cráneo dañado sí fue una intervención pionera al sustituir este hueso de forma completa. Y esta niña fue la primera del mundo en recibir un cráneo impreso en 3D.
El caso muestra que la impresión en 3D genera una profunda revolución en la biomedicina y también apunta a que el paso siguiente será la producción generalizada de órganos y tejidos para trasplantes mediante estas impresoras.
México no está al margen de esta transformación: Érick Ramírez Cedillo, del Tecnológico de Monterrey, efectúa una investigación a nivel doctorado cuyo propósito se centra en el diseño y producción de implantes óseos personalizados.
Considerado un experto altamente capacitado en la impresión 3D el maestro en Sistemas de Manufactura y catedrático vio en la manufactura aditiva una tecnología que cambia los sistemas de producción y, en particular, destaca el interés de la biomedicina en la impresión 3D por su capacidad de crear soluciones adaptadas a cada paciente.
Con apenas 27 años, Ramírez domina siete técnicas de impresión en 3D, cada una con diferentes materiales y modalidades, poniendo especial atención a los metales. Trabaja en concreto la aleación de titanio y aluminio, ideal en la manufactura de implantes y reconstrucciones de hueso.
De la tecnología que le roba el sueño explica: “La Fabricación Aditiva (FA) es un proceso por el cual un archivo 3D se convierte en un objeto físico mediante la adición capa por capa de material. Este material puede ser plástico, resina, papel, metal y muchos más. Esta novedosa forma de impresión existe desde 1984 pero fue hasta hace tres años que estalló el boom de la industria”.
Solución personalizada y mercado prometedor
El investigador anticipa el surgimiento de un mercado muy importante por las oportunidades en términos de personalización que ofrece la Fabricación Aditiva para crear prótesis, implantes, para preparar mejor una operación quirúrgica o para fabricar dispositivos médicos que faciliten ciertas operaciones sensibles, como guías quirúrgicas u otras ayudas visuales.
“Los implantes, órtesis, prótesis y materiales utilizados en cirugías médicas representan hasta 80% de una factura hospitalaria”, confía.
La firma estadunidense Allied Market Research calculó que el mercado mundial de la impresión 3D médica alcanzará los 2.3 mil millones de dólares en 2020.
El entusiasmo de Ramírez por la manufactura aditiva es tal que en octubre de 2014 fundó juntó con Hiram Uribe, Ricardo Zablah y Diego Zúñiga, también del Tecnológico de Monterrey, la empresa 3D Factory Mx, dedicada a la fabricación y venta de impresoras 3D, servicios de modelación, escaneo, manufactura e impresión.
La firma está reconocida por la Secretaría de Economía y el Instituto Nacional del Emprendedor como un Taller de Alta Especialización, un espacio del que pueden hacer uso emprendedores y empresarios para el desarrollo de un prototipo inicial.
Hace apenas unas semanas participó en el montaje y configuración de una impresora 3D para metales en la Universidad del Norte de Texas e intercambió conocimiento y experiencias con investigadores especializados en manufactura aditiva.
En 2019 este joven de Nuevo Laredo, Tamaulipas, culminará su doctorado y una gran parte de sus conocimientos, hallazgos y avances en impresión en 3D con metales se integrarán en la oferta de su startup, 3D Factory Mx.
“Produciremos implantes médicos personalizados con las técnicas de modelación en 3D, las cuales dan el volumen y las medidas exactas para cada caso particular. Como son manufacturados con metal vamos a optimizar el peso, la densidad y las propiedades mecánicas indispensables de la pieza”, comparte.
Investigador de implantes óseos personalizados, detalla que “son reconstrucciones para personas que perdieron parte de un hueso o el que alojó un cáncer y fue extraído. O bien que las placas de fijación o de regeneración ósea no son lo suficientemente moldeables al cuerpo de una persona”.
Entretanto el Tecnológico de Monterrey y 3D Factory Mx lograron de manera exitosa concretar el diseño y fabricación de un implante customizado a partir de la información médica de un paciente.
Hace cuatro años Ramírez y sus socios crearon su primera impresora mejorada con piezas producidas también a partir de la manufactura aditiva. El resultado fue una máquina más fácil de reparar y con mayor volumen de impresión.
Ahora los ingenieros trabajan con una impresora de hidrogeles cuya particularidad es la de imprimir termoplásticos y, por ende, de tejidos y células; el dispositivo será una herramienta de primer orden para la investigación biomédica. El desarrollo, prototipo y producto final son financiados por una empresa del área médica de Monterrey.
Campeón juvenil de matemáticas estima que en México “no entendemos la importancia de la Fabricación Aditiva, la gran mayoría de las empresas no cuentan con una impresora en 3D. Sin embargo puedo anticipar que irremediablemente adoptarán esta tecnología y tendrán un área e ingenieros para desarrollarla”.
Manufactura aditiva a nivel global 2017
La industria mundial de Fabricación Aditiva creció 21% el año anterior.
135 compañías en todo el mundo desarrollaron y vendieron soluciones industriales de FA en 2017, en comparación con las 97 de 2016.
La Fabricación Aditiva de metal tuvo un aumento de 80% en las soluciones vendidas el año pasado.
Se vendieron mil 768 máquinas de Fabricación Aditiva de metal en 2017, en comparación con las 983 de 2016.
Fuente: Informe Wohlers 2018