Vademecum Por S. A. D. Miércoles, 07 Abril 2021 12:13
proyecto europeo INKplant

Revolución de la medicina regenerativa a través de implantes con biomateriales e impresoras 3D

19 socios de siete países entre los que figuran universidades, centros de investigación, pymes, multinacionales y hospitales colaboran en este proyecto financiado por la UE con más de seis millones de euros

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El envejecimiento de la población es uno de los grandes retos de Europa en el siglo XXI. Para 2024, se estima que el 22% de los europeos tendrá más de 65 años. Con el envejecimiento vienen asociados problemas como defectos crónicos en las articulaciones o en la región oral y maxilofacial. Los pacientes que sufren estas enfermedades ven muy afectada su calidad de vida, teniendo que depender continuamente de asistencia sanitaria.

INKplant, un proyecto internacional financiado por el programa H2020 de la Comisión Europea, afronta este desafío y propone soluciones innovadoras en la fabricación de implantes para garantizar que longevidad, salud y bienestar puedan ser sinónimos.

Una ambiciosa iniciativa con un presupuesto de 6 millones de euros y que creará implantes específicos que se adaptan a cada paciente como un traje a medida. Este avance será posible gracias a la combinación de biomateriales y tecnologías de vanguardia como la impresión en 3D de alta resolución.

Reducir costes sanitarios y tiempo de rehabilitación

La crisis de la covid-19 ha demostrado el peligro que suponen la saturación de los hospitales y las largas listas de pacientes en grupos de riesgo que dependen de atención médica. Así, los socios de INKplant trabajarán en cuatro casos diferentes que representan algunos de los problemas médicos más generalizados y urgentes de la asistencia sanitaria europea: defectos en el menisco, en la articulación de la rodilla, en el paladar y problemas en las zonas maxilofacial y oral.

INKplant nanoparticulaEl proyecto persigue reducir significativamente la complejidad de las intervenciones quirúrgicas en pacientes que necesitan una prótesis o rehabilitación en las áreas mencionadas. Así, los métodos previstos supondrán una enorme mejora en la calidad de vida de las personas y reducirán las complicaciones derivadas de las prótesis actuales al mejorar la biocompatibilidad de los materiales utilizados. Con estas aportaciones, INKplant quiere reducir los costes sanitarios y el tiempo de rehabilitación de los pacientes.

Para paliar el sufrimiento de las personas con defectos articulares, INKplant desarrollará implantes de menisco e implantes para reparar defectos derivados de la osteoartritis, evitando así la necesidad de un reemplazo articular total de la rodilla. Asimismo, esta iniciativa creará implantes específicos para pacientes con problemas en la región oral y maxilofacial que no pueden ser solucionados con las prótesis convencionales.

Terapias regenerativas personalizadas para toda la sociedad

Actualmente, los implantes para la reparación de tejidos se fabrican en tamaños y formas estándar a partir de materiales inorgánicos. A diferencia de estos implantes y prótesis artificiales, que son percibidos por el cuerpo como materiales extraños, INKplant permitirá la fabricación de implantes personalizados individualmente con mejor rendimiento biomecánico y mayor biocompatibilidad. Estos implantes no sólo aliviarán el sufrimiento de los pacientes, sino que tendrán el potencial de promover la regeneración de los tejidos dañados en el cuerpo.

Las piezas que desarrollará INKplant se componen de materiales que imitan el comportamiento biológico y mecánico de los tejidos del cuerpo humano. Este avance será posible gracias al innovador proceso de impresión en 3D desarrollado durante el proyecto.

Impulsar la posición de la UE en biofabricación

Coordinados por la empresa austriaca de investigación aplicada PROFACTOR, con la doctora sevillana en ciencia de los materiales Elena Guillén al frente del proyecto, 19 socios de siete países colaboran para hacer frente a algunas de las mayores amenazas a la calidad de vida durante el envejecimiento: movilidad limitada debido a problemas articulares y limitación de la .función bucal a causa de restauraciones protésicas mal ajustadas.

INKplant Elena GuillenEl equipo internacional de INKplant se esfuerza por lograr la excelencia en la innovación a través de tecnología y ciencia de vanguardia desde una perspectiva multidisciplinar y multisectorial.

El consorcio incorpora expertos en ingeniería de tejidos, biomateriales, impresión 3D, estandarización y bioética. Incluye líderes del mercado mundial en fabricación aditiva como Lithoz y Stratasys, y cuatro hospitales universitarios, dos de ellos entre los más grandes de Europa (Charité Berlin y Hospital General de Viena). Por la parte española destaca la participación de la Universidad Politécnica de Madrid, la multinacional biotecnológica BTI y la Asociación Española de Normalización.

INKplant combina de esta forma las vías médica y tecnológica con temas transversales como la estandarización y los aspectos éticos. Solo con esta visión integrada de la medicina regenerativa y personalizada es posible lograr un impacto real en la sociedad.

Impactos esperados

INKplant tendrá un gran impacto en la mejora de la calidad de vida de las personas y en el impulso de la UE como agente de excelencia científica en el campo de la medicina personalizada. El proyecto contribuirá a mejorar la competitividad de las industrias biomédicas de la UE.

La ambición de INKplant es convertir la medicina personalizada y los implantes fabricados por impresión 3D en una rutina clínica diaria, democratizando así el tratamiento de ingeniería de tejidos de alta calidad.

INKplant tiene como objetivo reducir los costes sanitarios disminuyendo el número de cirugías necesarias y acortando la estancia de los pacientes en el hospital así como su tiempo de rehabilitación.

La educación será clave para la futura aplicación de los resultados de INKplant. El proyecto estará involucrado en la formación de la próxima generación de científicos y técnicos a través de talleres y cursos y trabajará para que los estudiantes de secundaria se interesen en carreras tecnológicas. Las actividades de INKplant prestarán especial atención a la participación de las niñas para aumentar la tasa de mujeres en futuros trabajos STEM relacionados con el desarrollo de INKplant.

Casos especificos

El objetivo de INKplant es desarrollar implantes que mejoren inmediatamente los síntomas y, a largo plazo, reduzcan la degeneración articular en pacientes que requieran resección parcial o total del menisco.

Está ampliamente aceptado que los defectos en el menisco debidos a lesiones traumáticas o degenerativas en la articulación de la rodilla conducen a osteoartritis y finalmente a la degeneración de la articulación. El menisco juega un papel fundamental en la nutrición y lubricación de la articulación de la rodilla y tiene un papel clave en la prevención de daños en el cartílago.

INKplant ejemplo También es responsable de la amortiguación, la carga y la estabilidad de las articulaciones. Tiene una forma irregular, que depende del individuo, y exhibe una estructura interna compleja. Debido a esta especificidad, su arquitectura compleja y la considerable tensión mecánica que tiene que soportar, la reparación del menisco sigue siendo un desafío importante que debe abordarse individualmente para cada paciente. El desafío consiste en desarrollar implantes de menisco con una forma específica para el paciente, propiedades mecánicas adecuadas y una microestructura interna compleja para inducir la regeneración tisular.

El menisco personalizado fabricado por impresión 3D por INKplant acorta el tiempo de cirugía. Además, el implante se adapta perfectamente al defecto a cubrir y protege el cartílago subyacente. La distribución de los materiales y la microestructura interna se diseñarán para proporcionar una fuerte estabilidad para resistir el desgarro y las tensiones mecánicas y para promover el crecimiento de tejido.

Defectos osteocondrales

INKplant dará respuesta a la necesidad clínica de un tratamiento personalizado de las lesiones osteocondrales de la rodilla. Una rodilla lesionada o con artrosis a menudo requiere una intervención quirúrgica masiva. El reemplazo de toda la articulación con una prótesis mecánica artificial es más una regla que una excepción. Cuando se puede evitar esta operación, el tratamiento de los defectos osteocondrales es muy a menudo el trasplante osteocondral autólogo (OATS), que consiste en extraer partes de hueso / cartílago de áreas sanas que soportan menos carga de la articulación lesionada (u otra articulación) para implantarlos en el defecto. Esta operación también es problemática, ya que crea un nuevo defecto osteocondral que acarrea formación de tejido fibroso y morbilidad del tejido adyacente en los sitios de extracción. Además, este tipo de tratamiento solo se puede realizar en caso de lesiones de pequeño tamaño. .

INKplant persigue un enfoque completamente nuevo. En el caso de la articulación de la rodilla, en lugar de un reemplazo articular completo o un trasplante de tejido sano de otras partes del cuerpo, se utiliza un implante biocompatible, que reproduce las propiedades biomecánicas de hueso y cartílago y favorece la regeneración tisular.

Defectos en el paladar

INKplant trabajará para reparar defectos del paladar causados ​​por el defecto congénito de paladar hendido o como resultado de enfermedades como el cáncer. El paladar hendido es un problema grave que afecta desde la infancia hasta la edad adulta, y que carece aún de un tratamiento regenerativo adecuado. Los pacientes con esta patología sufren debido a la falta de dientes y problemas en la deglución y el habla. El paladar hendido es el trastorno craneofacial más común, ocurriendo en 1: 700 nacidos vivos.

En adultos, con problemas de paladar hendido persistentes o no reparados, el uso de obturadores y prótesis ha mostrado producir mejoras en el hablaINKplant fabricacion y la deglución, pero problemas asociados como fístulas palatinas e infecciones no pueden controlarse por completo. Para defectos resultantes de otras patologías como cáncer y traumatismos, se utilizan opciones protésicas como obturadores y prótesis parciales, pero con funcionalidad reducida.
INKplant generará un implante que restaurará la forma y la función de la zona afectada. El implante personalizado de INKplant cerrará las áreas abiertas del paladar del paciente, así como la conexión entre la cavidad oral y nasal. El resultado es una reducción en el número total de cirugías, infecciones y problemas del oído medio, y funciones mejoradas del habla y la deglución que conducirán a una mejor calidad de vida del paciente.

Por su grado de personalización y diseño, rescatará a los pacientes de la incomodidad de los obturadores acrílicos pasivos rígidos, voluminosos y engorrosos que mejoran temporalmente su condición, sin paliar el problema existente.

En el futuro, la solución desarrollada por INKplant permitirá sentar las bases para un nuevo protocolo de tratamiento específico para el paciente, no solo para el tratamiento del paladar hendido en bebés y niños, sino también para defectos de tejidos en pacientes adultos y geriátricos, que surgen después de la escisión debido a carcinoma, traumatismo o hendiduras no reparadas.

Implantes para rehabilitación maxilofacial y oral

INKplant proporcionará un nuevo enfoque para la rehabilitación oral en los casos en los que no se disponga de suficiente tejido para colocar un implante dental.

INKplant Maria KirchnerLos huesos son un tejido que se atrofia con bastante rapidez por falta de uso. Esto se hace especialmente evidente en las mandíbulas: después de la extracción de los dientes, el hueso de la mandíbula se reducirá en altura debido a los procesos de remodelación. La falta de hueso local perjudica gravemente el ajuste de las prótesis dentales e impide la colocación de implantes dentales convencionales.

Con los avances en la tecnología de imágenes y la ciencia de los materiales, ahora existe la posibilidad de crear implantes específicos para el paciente impresos en 3D a partir de una combinación de materiales altamente biocompatibles. La combinación de materiales que desarrolla INKplant pretende realizar un implante que, además de proveer la estabilidad mecánica requerida, acelerará la integración tisular y la cicatrización de heridas. Esto se traducirá en una reducción de la probabilidad de complicaciones post-operatorias.. Después de la implantación, la superficie del implantes colonizada por las propias células del cuerpo y se transforma parcialmente en hueso, lo que promueve la osteointegración y da como resultado condiciones estables a largo plazo.

El objetivo es lograr un diseño de implante novedoso, que permita la rehabilitación de pacientes con mandíbulas atróficas en un procedimiento quirúrgico de corta duración y bajo anestesia local, con una fase de curación rápida y una alta tasa de éxito. Esta innovadora solución tiene el potencial de redefinir el estándar actual de los implantes óseos y convertirse en el nuevo estándar de referencia.

 

 



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