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Herramientas impresas en 3D para cirugías veterinarias
23 Mayo 2022
Impresión 3D
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Thunder, un paciente de ortopedia veterinaria de la MSU, durante una revisión.
En la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad Estatal de Michigan, pueden entrar por la puerta pacientes de todas las formas, tamaños y especies. Para la Dra. Danielle Marturello, DVM, MS, DACVS, profesora adjunta de Cirugía Ortopédica de Pequeños Animales, eso significa que cada día es diferente. Algunos días puede estar en la clínica, viendo perros y gatos traídos con fracturas óseas, deformidades del esqueleto, o desgarros de ligamentos. Otros días, está en el quirófano, ayudando a curar a estos pacientes y a que se recuperen.
Pacientes diferentes, retos diferentes
En la ortopedia veterinaria, los médicos tienen que memorizar la composición y la estructura no únicamente de un sistema óseo, sino de muchos. Para ayudar a su equipo a visualizar, planificar y ejecutar cirugías complejas, la Dra. Marturello crea modelos detallados en 3D y guías quirúrgicas a partir de datos de imágenes utilizando una flota de impresoras de estereolitografía (SLA) de Formlabs. La variedad de materiales disponibles también significa que las impresoras pueden producir material didáctico para estudiantes de veterinaria, internos y residentes, mejorando los resultados quirúrgicos y la experiencia educativa que puede ofrecer la MSU.
Resolver casos complejos con imágenes de alta calidad
Al igual que en la medicina humana, la ortopedia veterinaria depende en gran medida de la calidad de las imágenes. Al ver a un paciente, la Dra. Marturello siempre pedirá una radiografía como mínimo. Luego, dependiendo de la complejidad del caso y de sí, se necesita o no un modelo 3D, posiblemente un TAC adicional. Sin embargo, a diferencia de la medicina humana, los pacientes no pueden comunicar su nivel o ubicación del dolor, por lo que las imágenes y los modelos de alta resolución son aún más integrales tanto para el diagnóstico como para el tratamiento, junto con un examen físico exhaustivo.
«La imagen es primordial para nuestra carrera y nuestro trabajo. Cuando tenemos que planificar una intervención quirúrgica, cuando terminamos de operar y necesitamos ver si un implante está en el lugar correcto, sinceramente, no podemos hacer nuestro trabajo sin ellas», dice Marturello.
Scooby, un paciente que está siendo tratado por una deformidad angular.
La articulación afectada de Scooby se muestra en PreForm antes de ser impresa.
Estas imágenes y modelos se utilizan para estudiar diversas patologías, como las fracturas causadas por accidentes de tráfico o las deformidades de crecimiento en las que dos huesos han crecido de forma incorrecta y dificultan la amplitud de movimiento o la función normal. El equipo de la Dr. Marturello imprimirá modelos de los huesos en resina blanca en las impresoras Form 3 o Form 3L para estudiar la patología y ensayar la cirugía con antelación.
«Tenemos que asegurarnos de que planificamos con antelación: ¿lo que pensábamos que iba a funcionar, va a funcionar realmente? También podemos utilizarlo para pre contornear nuestros implantes a ese hueso modelo, esterilizarlo y luego utilizar el implante pre contorneado en la cirugía, lo que ahorra tiempo al paciente bajo anestesia», dice Maturello.
En un caso especialmente complicado, un perro llegó con la tibia rota, muy cerca de la rodilla. Como la rotura estaba tan cerca de la articulación, era difícil ver en una radiografía toda la extensión del daño. La Dr. Marturello imprimió la tibia fracturada empleando resina blanca en el Form 3, esterilizó los modelos y los hizo seguros para llevarlos a un entorno operativo.
La Dr. Marturello nos dijo: «Pudimos girar alrededor del hueso en la cirugía para ayudarnos a tener una idea tridimensional más tangible del patrón de la fractura. Esto es importante porque solo vemos un lado con nuestro enfoque quirúrgico. Tener ese hueso impreso, debido al ángulo de la fractura, fue de gran ayuda y, aunque fue un caso realmente difícil, el perro lo hizo fabulosamente. Realmente ayuda a llevar la cirugía al siguiente nivel».
En otro caso, la fractura de un perro no había cicatrizado correctamente, creando una fractura de «no unión», y el perro no podía caminar bien. Como estaba tan cerca de una articulación, la Dr. Marturello necesitaba utilizar un implante llamado fijador externo, pero debido a la ubicación de la fractura, los típicos clavos utilizados para fijar el implante al hueso no encajaban. La solución fue incluir un componente anular, y la Dr. Marturello practicó primero en un hueso impreso, colocando la construcción híbrida en el modelo incluso antes de que llegara el perro.
El fijador externo híbrido utilizado para planificar la cirugía de revisión de la fractura sin unión.
«Una vez que hice el fijador en el hueso impreso, todo fue más rápido. Pude tomar esa construcción y estudiarla con antelación, y luego, durante la cirugía, simplemente replicar lo que hice en el modelo, lo que fue mucho más fácil», dice Maturello.
Ayudar a tranquilizar a los propietarios de mascotas preocupados
Un uso común de los modelos impresos en 3D en medicina humana es educar a los pacientes sobre su patología o procedimiento específico, mejorando su comprensión y disminuyendo la ansiedad sobre las operaciones complicadas. El equipo de la Dr. Marturello no puede explicar a sus pacientes lo que está a punto de ocurrir, pero los modelos impresos en 3D son muy útiles para demostrar a los dueños de las mascotas los detalles de sus necesidades.
«Para una cirugía de deformidad angular, conseguimos una sierra, la trajimos a la sala y simplemente hicimos la cirugía en el modelo impreso para mostrárselo al propietario. Esto nos ayudó a ganarnos su confianza y a facilitar su comprensión, lo que resultó en el consentimiento para el procedimiento.»
El componente educativo también se aplica a los residentes y estudiantes de veterinaria que asisten y observan el trabajo clínico y las cirugías. La Dr. Marturello crea modelos de huesos y cirugías para sus estudiantes, internos y residentes para que puedan practicar y adquirir habilidades técnicas.
«Los modelos son caros y se desgastan, y es difícil conseguir cadáveres, pero una imagen en 3D de un caso complejo o complicado dura para siempre. Así que cuando un modelo impreso se usa para practicar, podemos imprimir otro y tenerlo siempre que lo necesitemos».
Al ser una de las pocas personas de la facultad de veterinaria que utiliza la impresión en 3D, la Dr. Marturello también es llamada por otros departamentos cuando una patología concreta presenta un reto de imagen u operativo. Utilizando sus impresoras Form 3, Form 3B y Form 3L, puede imprimir modelos de tumores y órganos en resina transparente o blanca para ayudar a otros cirujanos a visualizar el camino para eliminar la patología.
«Nos gusta la fiabilidad, nunca he tenido una impresión fallida. Las impresoras SLA producen modelos de mejor aspecto que las FDM, así que, sobre todo cuando las utilizamos para hablar con los dueños de las mascotas, es estupendo porque queremos que los modelos tengan un buen aspecto. Empezamos con la Form 2 y ahora con la Form 3, la Form 3B y la Form 3L. Estamos muy contentos con su precisión».
La Dr. Maturello con Otis, cuatro semanas después de su exitosa operación.