La Impresión 3D en el manejo de las enfermedades de la pared Aórtica

Accesible vs Imposible

Existen diversas herramientas útiles para lograr esta tarea, ya sea manualmente o utilizando ciertas técnicas semiautomáticas (umbralización, detección de bordes, segmentación de regiones, basada en atlas). 

También existen técnicas automatizadas (IA, supervisadas o no supervisadas) o una combinación de herramientas. Todos los modelos se realizaron utilizando una combinación de técnicas semiautomáticas y luego edición manual.

Los datos STL proporcionados por 3D Slicer se mejoran aún más utilizando Meshmixer (Autodesk Inc.) al suavizar el modelo y restar el volumen luminal para proporcionar un modelo hueco.

Postprocesamiento de estructuras 3D

Hay algunos aspectos que deben considerarse en el postprocesamiento de la estructura 3D antes de la impresión: eliminar superficies o bordes no múltiples, reparar la malla llenando agujeros no deseados, eliminar o reconectar islas de malla a la malla principal.

Así se podría asegurar la calidad de la malla para que la resolución de impresión se correlacione con la resolución de imagen, remallado y eliminación de triángulos innecesarios de la malla, y seleccionar el grosor de pared deseado.

Todos los modelos del grupo se remallan (reduciendo la malla entre 20%-30%) para un conteo de triángulos menor y un procesamiento más rápido, pero preservando la forma y tamaño (modelos a tamaño real), suavizados (factor del 10%).

Luego son reparados utilizando una herramienta de análisis, asegurando la calidad de la malla con la función de Relleno plano de varios defectos mencionados anteriormente.

El grosor de la pared se estableció arbitrariamente en 0.4 mm, respectivamente 1 mm al huecar el modelo, y los extremos se descartaron utilizando el método de corte plano.

Todas las impresiones se realizan en la Prusa Mini a una calidad de 0.2 mm (altura de capa), ya que esto consume menos tiempo pero aún retiene un aspecto decente, con una altura de capa variable (0.1-0.2 mm) en áreas con más detalles o voladizos y curvaturas difíciles.

“La velocidad de impresión y las temperaturas de extrusión utilizadas fueron las recomendadas para el material específico. Se utilizaron valores de relleno entre 0%-15% para tener un acabado más transparente en valores más bajos pero con menos resistencia e integridad estructural. Los soportes se generaron automáticamente y se editaron manualmente para asegurar un proceso de impresión fluido”, añadieron los investigadores.

El proceso es eficiente y requiere supervisión

Después del enfriamiento, los soportes se retiraron suavemente utilizando diferentes herramientas de corte y alicates. Algunas partes internas no pudieron ser retiradas completamente debido al difícil acceso.

No se realizó ningún lijado ni suavizado físico para no reducir la transparencia de las impresiones.

Se intentó el recocido con sal (transformación de polímeros amorfos en estructura semicristalina) utilizando un horno de convección a una temperatura de 110°C y 150°C durante 30 a 45 minutos con poco éxito en lograr una mejor transparencia y las deformidades resultantes fueron bastante significativas.

“Utilizar un conjunto de software de código abierto y una impresora 3D de escritorio nos permitió producir modelos vasculares capaces de ser herramientas importantes de enseñanza sobre procedimientos endovasculares/quirúrgicos en aneurismas aórticos, pseudoaneurismas o disecciones”, escribieron Radu y sus colegas.

Del presente al futuro

La elección del procedimiento, los stents y los injertos utilizados se realizó utilizando las imágenes de TC, pero los modelos se utilizaron después para evaluar mejor la anatomía y generar confianza en el procedimiento quirúrgico seleccionado.

En cuanto a la transparencia de los modelos, quizás una impresora SLA obtendría mejores resultados, siendo los modelos obtenidos como mucho translúcidos a los valores más bajos de relleno que aún proporcionaron integridad estructural. Además, la tecnología SLA reduciría parte de los soportes internos que son difíciles de eliminar.

“Aunque se obtuvieron modelos flexibles, ninguno fue lo suficientemente transparente ni hermético. Sin embargo, esta configuración puede ser un paso inicial de bajo costo hacia la impresión 3D de modelos de la pared aórtica”, concluyó el grupo.

Los coautores de la presentación fueron el Prof. Bogdan Popa, el Dr. Costin Aurelian Minoiu y el Dr. Marius-Adrian Ali.

Puedes acceder al exhibido completo en el sitio web EPOS de la Sociedad Europea de Radiología.