Gregorio Marañón, el primer hospital del mundo en crear e implantar una prótesis ósea metamaterial personalizada
El Hospital Gregorio Marañón de Madrid se ha convertido en el primer centro del mundo en fabricar e implantar una prótesis ósea de metamaterial personalizada. Un dispositivo desarrollado en el propio hospital que ha permitido salvar la pierna de Pierre Chazel, un hombre de 38 años con un sarcoma óseo de alto grado en la tibia.
La pieza, fabricada en una aleación de titanio mediante impresión 3D y diseñada específicamente para la anatomía y las necesidades del paciente, permitió además conservar la articulación de la rodilla, algo que no era posible con los implantes convencionales disponibles. Detrás de este avance está la Unidad de Planificación Avanzada y Manufactura 3D (UPAM3D) del Gregorio Marañón, en colaboración con el Instituto de Investigación Sanitaria del hospital y la Universidad Politécnica de Madrid (UPM).
El dispositivo utiliza tecnología procedente del ámbito aeroespacial. Su estructura está formada por barras de escala milimétrica que permiten reproducir la forma y el comportamiento mecánico del hueso.
Los especialistas optaron por esta solución después de comprobar que ningún implante convencional permitía conservar la pierna del paciente sin comprometer la movilidad de la rodilla. El hombre presentaba, además, una importante pérdida de densidad ósea tras haber sufrido una infección, lo que impedía que su tibia pudiera sostener una prótesis convencional.
A partir de una réplica digital de su pierna
La principal diferencia con los implantes convencionales es que la prótesis se ha diseñado específicamente para adaptarse a la anatomía y a las necesidades funcionales del paciente. “Lo que nos ocurre a los cirujanos es que tenemos que adaptar el paciente a lo estándar, cuando lo que nos apetecería es que el producto se adaptara al paciente", explica Rubén Pérez, cirujano de Sarcomas del Hospital Gregorio Marañón.
Para ello, los especialistas utilizaron las imágenes radiológicas del paciente para construir un gemelo digital de su pierna sana. Sobre este modelo simularon las cargas que soporta una tibia en acciones cotidianas como caminar, subir escaleras o tropezar. Con esos datos pudieron calcular cómo debía distribuirse la estructura interna de la prótesis y orientar los tornillos hacia las zonas con mejor calidad ósea.
El resultado es un implante de apenas 300 gramos de peso que, según los modelos de simulación, puede soportar cargas superiores a los 500 kilos. Frente a ello, Pérez señala que otros implantes pueden llegar a pesar alrededor de dos kilos y soportar cargas de entre 100 y 150 kilos.
De los satélites al quirófano
Una parte fundamental del desarrollo procede de técnicas empleadas anteriormente en el sector aeroespacial. El equipo de la Universidad Politécnica de Madrid ha adaptado al ámbito médico conocimientos utilizados en el diseño de componentes para drones y satélites, entre otras aplicaciones.
Luis Saucedo, ingeniero de la UPM, explica que mediante técnicas de optimización matemática es posible determinar qué partes de una estructura son necesarias y cómo deben distribuirse las pequeñas barras que forman la prótesis.
Es precisamente esa estructura la que permite que un material metálico reproduzca el comportamiento mecánico del hueso. "Estamos reproduciendo hueso a partir de barras metálicas", resume Saucedo. Mediante técnicas de optimización matemática, el equipo diseña la disposición y el grosor de esas barras para que la prótesis se comporte mecánicamente de una manera similar al tejido óseo.
Además, la pieza se rellenó con hueso esponjoso procedente del Banco de Huesos y Tejidos Osteotendinosos del propio Gregorio Marañón, para favorecer la integración ósea y la fijación del implante.
Volver a caminar después de casi dos años
Para Pierre Chazel, de 38 años, el objetivo inicial tras recibir el diagnóstico era claro: eliminar el tumor y conservar al máximo la extremidad, especialmente la rodilla. La posibilidad de recurrir a una prótesis personalizada impresa en 3D llegó después, una vez avanzado el tratamiento.
La reconstrucción le ha permitido iniciar una recuperación que, tras un largo periodo sin poder apoyar la pierna, empieza a devolverle gestos cotidianos. "Desde hace unas semanas puedo dejar las muletas, sobre todo en casa, y literalmente llevar cosas en mis manos que no podía hacer durante dos años. Es un alivio grande", cuenta Chazel, que reconoce que la rehabilitación está siendo exigente, pero que ahora ya puede ver "el fin del camino".
Casi un año después de la intervención, Chazel no ha presentado infecciones ni complicaciones relacionadas con la cirugía, mantiene la alineación y la movilidad de la rodilla y ya puede caminar, en muchas ocasiones, sin necesidad de muletas.
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