IMPRESION_3D_EN_BIOMEDICINA

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IMPRESION 3D EN BIOMEDICINA
1 ¿Qué es biomedicina	1
1.1 Biomedicina en México	7
2 Implantes y prótesis	13
2.1 Tipos de implantes y prótesis	14
2.2 Implantes coclear 	21
 2.3 Prótesis auditivas	22
3 El nacimiento de la impresión 3D	24
3.1 Que es la impresión 3D	29
 3.2 Impresión 3D en biomedicina	31
 3.3 Ventajas y desventajas de la impresión 3D en la Biomedicina	33
4 Implantes y prótesis impresos para adultos de la tercera edad 	35
5 Compatibilidad con la impresión 3d en la Biomedicina	
6 Economía en México	
6.1 Costos de prótesis e implantes auditivos	
7 El impacto de la impresora 3d en adultos de la tercera edad	
 
¿Qué es la biomedicina?
Biomedicina. Término que engloba el conocimiento y la investigación que es común a los campos de la Medicina, Veterinaria, Odontología y alas Biociencias como Bioquímica, Química, Biología, Histología, Genética, Embriología, Anatomía, Fisiología, Patología, Ingeniería Biomédica, Zoología, Botánica y Microbiología. La Biomedicina no se relaciona con la práctica de la medicina, sino aplica todos los principios de las ciencias naturales en la práctica clínica mediante el estudio e investigación de los procesos fisiopatológicos considerando desde las interacciones moleculares hasta el funcionamiento dinámico del organismo a través de las metodologías aplicadas en la Biología, Química y Física. De esta manera permite la creación de nuevos fármacos, perfecciona el diagnóstico precoz de enfermedades y el tratamiento de éstas.
El objetivo de la Biomedicina es el desarrollo de nuevos fármacos y de nuevas técnicas para ayudar al tratamiento de enfermedades. Todo ello a partir de la comprensión de las bases moleculares de las distintas patologías, como las enfermedades infecciosas, inmunes, neurodegenerativas, el cáncer.
En la comunidad primitiva, se elaboró la primera interpretación de la enfermedad y con ella nació la medicina como conocimiento y la figura social del médico. La doctrina científica de la enfermedad, creación griega, se inició en la obra del filósofo y médico presocrático Alcmeón de Crotona. La doctrina griega de la enfermedad experimentó diversas vicisitudes en un período aproximado de seis centurias antes de ser reafirmada por Galeno. El criterio médico galénico se mantuvo vigente durante cientos de años.
Durante los primeros siglos medievales, las condiciones de dureza y ruralismo en que se desarrolló la vida comunitaria en Europa redujeron la actividad cultural y científica y con ello el estudio y la práctica de la medicina. En esa época sólo se consagraban a tales cometidos algunos miembros de la Iglesia y aquellos que vivían en el retiro de los monasterios. La medicina europea comenzó como medicina monástica. El enriquecimiento de los conocimientos médicos en la Europa cristiana por obra de las traducciones de los textos árabes y de la creación de las universidades, motivó una profunda transformación de la medicina europea. En ella influyó asimismo la filosofía aristotélica en la versión que de la misma elaboraron en el siglo XIII Alberto Magno y Tomás de Aquino.
La historia de la medicina europea occidental nació con la etapa renacentista que corresponde a la fase de transición entre la medicina medieval y la propiamente moderna; en su transcurso coexistieron la doctrina médica tradicional y los logros iniciales de una postura crítica ante esta herencia científica mantenida por una minoría de médicos europeos.
La renovación de la medicina iniciada en el Renacimiento ocurrió en parte a través de un auténtico retorno a la antigüedad que buscaba rescatar la tradición científica y cultural clásica con el despojo de las erróneas interpretaciones que de ella hicieron los comentaristas medievales, árabes, judíos y cristianos.
La medicina clínica se enriqueció en el siglo XVI con un buen número de conocimientos concretos: por ejemplo, el de enfermedades tales como la Sífilis, la Difteria, etc. El siglo XVII es testigo del nacimiento de las revistas científicas. La medicina clínica experimenta desde los mismos comienzos del siglo XIX un rápido desarrollo, una casi total transformación nacida de las concepciones anátomo-clínica, fisiopatológica y etiopatológica de la enfermedad que en ese momento se formulaban y motivado, también, por un acentuado proceso de tecnificación del quehacer médico. Surgieron así la Auscultación mediata, varias formas de endoscopías, la Electrocardiografía, las pruebas funcionales, los medios diagnósticos de laboratorio.
Otro rasgo singularizador de la medicina clínica en el siglo XIX y en la actual centuria es la aparición de las escuelas nacionales. El especialismo que ahora se implanta de modo ya irreversible fue consecuencia directa del fabuloso crecimiento de los conocimientos médicos. Cobraron personalidad propia la Pediatría, la Dermatología, la Neurología.
Desde la década final de la pasada centuria han hecho aparición en la medicina concepciones renovadoras de la enfermedad en las que se destaca su valoración de lo propiamente individual en el proceso morboso. Más onda renovación, han impuesto en la patología el psicoanálisis de Sigmund Freud y las doctrinas psicológicas y psicosomáticas de él derivadas. Los recursos diagnósticos, los conocimientos sobre los distintos modos de enfermar son comparados con los de la pasada centuria, muy superiores.
La lucha social contra la enfermedad se orienta hoy claramente al logro de una medicina preventiva que pretende evitar la aparición de la enfermedad.
La prevención y curación de las enfermedades del hombre, objeto de la medicina, precisa para su real eficacia de la coordinación de todas aquellas disciplinas que tienen implicaciones en los tres procesos básicos sobre los que se orienta el quehacer médico de cada día, a saber, el diagnóstico, el reconocimiento de un agente o factor como causa del estado morboso y, por último, el terapéutico. Los adelantos de la ciencia biológica y los desarrollos tecnológicos constituyen la base del progreso médico durante los últimos 50 años, en los que ha avanzado la capacidad del médico para intervenir en las enfermedades. Gran parte de este progreso se produce en las ciencias básicas.
El carácter actual biocientífico de la práctica médica tiene un desarrollo relativamente nuevo. Durante la mayor parte de la historia registrada, la medicina era de todo menos científica, dominada por el empirismo y encadenada por dogmas.
A comienzos del siglo XIX, empezaron a aparecer precursores del cambio cuando se aplicaron a la medicina los nuevos principios de la física y la química; los fisiólogos insistieron en las funciones de los órganos y tejidos, los patólogos en el estudio crítico de los tejidos normales y patológicos y en las correlaciones entre la enfermedad y las observaciones anatómicas precisas; los bacteriólogos comenzaron a identificar los microorganismos de enfermedades determinadas: el bacilo del Ántrax en el carbunco, el bacilo tuberculoso en la consunción.
Las principales contribuciones eran diagnósticas, pronósticas y de sostén.
Poco a poco aparecieron tratamientos particulares, la Insulina para la Diabetes, el extracto de hígado para la Anemia perniciosa. Pero fue en el decenio de 1935 a 1945 que la aparición de las Sulfamidas y de la Penicilina en la medicina clínica permitió curar un número muy elevado de enfermedades que hasta entonces no tenían terapéutica o eran mortales. Suele fecharse los comienzos de la medicina moderna según estos acontecimientos relativamente recientes. Los adelantos actuales son rápidos en Inmunología, Biología molecular y celular, investigación de péptidos y Biología estructural. Se dice que la época actual es la edad molecular de la ciencia biológica básica. La influencia molecular penetra e invade todas las disciplinas tradicionales en las cuales se basa la medicina clínica. La medicina no es sólo una rama de la Biología aplicada, pues supone también muchos aspectos de la Psicología, de la Sociología, de la Antropología y de la Economía.
Estas disciplinas, durante mucho tiempo no fueron consideradas,en la actualidad se reconocen hermanas de la medicina como disciplina y de la práctica de ésta como profesión. (ECURED, 2012) (Wyngarden JB, 1998) 
Biomedicina en México
En 1813 nació Claude Bernard, cuya carrera marca la cuarta etapa en la evolución que reseñamos, o sea la diferenciación profesional definitiva entre el médico clínico y el investigador biomédico. Bernard estudió medicina pero nunca la ejerció; desde 1839, cuando todavía era estudiante, conoció a Francois Magendie,famoso profesor de fisiología y miembro del Collége de France, quien invitó al joven a colaborar en sus demostracionesmagistrales en esa augusta institución. Magendie todavía perteneció a la categoría híbrida de médico clínico e investigador biomédico. En cambio, Bernard se graduó de médico pero nunca ejerció la medicina clínica; con él se inicia en serio la profesión de investigador biomédico. En esos años también en Alemania se estaba gestando la emergencia del profesional de la investigación biomédica, y no puede negarse que a partir de la segunda mitad del siglo XIX los alemanes tomaron la delantera europea en la creación de laboratorios e institutos universitarios dedicados en exclusiva a labores de investigación científica médica, sin obligaciones clínicas y hasta sin contactos con los pacientes. Pero no sin sus excepciones, por demás notorias: cuando en 1856 la Universidad de Berlín invitó a Rudolf Virchow a regresar de su exilio de 7 años en Würzburg, este eminente médico aceptó con varias condiciones, una de las cuales fue la construcción de un Instituto de Patología, con un piso dedicado a la hospitalización de sus pacientes, con 40 camas.De manera que no es sino hasta la segunda mitad del siglo XIX que en Europa surge por primera vez la figura del investigador biomédico profesional, cuyo trabajo es explorar científicamente problemas médicos, distinta dela del médico practicante, cuya ocupación primaria esatender pacientes. Pero esta dicotomía descriptiva del ejercicio de la medicina en los últimos 150 años noincluye a un personaje que ha estado siempre presente,en menor o mayor número, desde las épocas presocráticoshasta las actuales: el médico que al mismo tiempo ejerce la medicina clínica y realiza investigación biomédica, aquien se le conoce en estos tiempos como investigador clínico. De modo que a partir de la segunda mitad del sigloXIX, y desde el punto de vista de la investigaciónbiomédica, ya es posible reconocer en la medicina a trestipos diferentes de profesionales: el médico clínico,que no realiza investigación sino que se dedica a lamedicina asistencial 2) el investigador biomédico, que sólo trabaja en la generación de nuevos conocimientos,y el investigador clínico, que combina las dos actividades. En algunos países desarrollados, un número más omenos importante de los profesionales del segundo tipo, o sea de investigadores biomédicos, ni siquiera hanestudiado medicina, pero en cambio ostentan doctorados en disciplinas afines como bioquímica, fisiología, zoología,psicología, morfología, etc.En nuestro país, el desarrollo de la medicina siguiódurante 4 siglos (del XVI al XIX) el patrón europeo, y a partir de la segunda mitad del siglo XX el patrón norteamericano,pero siempre con un retraso más o menos considerable, más aparente sobre todo en la iniciación y en el desarrollode la investigación biomédica como una actividad profesional reconocida. La primera institución mexicana dedicadaa la generación de nuevos conocimientos médicos fueel Instituto Médico Nacional, fundado en 1888, seguido porel Instituto Patológico, en 1899, que fue en lo que se transformó el Museo Anatomo-Patológico, creado cuatroaños antes. En esos tiempos también se iniciaron las cátedras de microbiología, y de fisiología y farmacología,en la Escuela Nacional de Medicina, pero en estas la enseñanza era puramente teórica pues no había laboratoriosni para realizar prácticas ni mucho menos para investigar. En cambio, en el Instituto Patológico había unasección clínica y también laboratorios de anatomía, histopatología, fisiología experimental y bacteriología;este último se transformó posteriormente en el Instituto Bacteriológico. Ambas estructuras se convirtieron, por leyemitida en 1905, en institutos nacionales, y ambas desaparecieron, por decreto del presidente Carranza, en 1914.Los trabajos de estos institutos eran realizados en sus ratos libres por médicos que además ejercían su profesiónen forma privada como internistas, pediatras, obstetras y cirujanos. Muchos de ellos habían estudiado en Francia y en Alemania, y estaban empeñados en transplantar a México la ciencia médica europea, que entonces era la más adelantada en el mundo occidental. Durante su breve existencia de 9 años, el Instituto Médico Nacional y el Instituto Patológico realizaron una extraordinaria labor en sus respectivas áreas de interés científico, a la altura de las mejores de su tiempo en Europa, pero como pasó con tantas otras cosas en nuestro país, no sobrevivieron al movimiento social de 1910-1920. Kumate concluye surepaso de esa década diciendo lo siguiente: "José J.Izquierdo, graduado en 1916, es el primer médico de su década que decide dedicarse completamente a la investigación médica y representa la situación de México en ese período: total falta de interés y apoyo oficiales, carencia de instalaciones ad hoc, ninguna organización conducente a promover la investigación biomédica y clínica."La emergencia de la investigación biomédica profesional en México a partir de la década 1930-1940 registra,aparte de los esfuerzos pioneros de personajes aislados como Isaac Ochoterena, Eliseo Ramírez y Maximiliano Ruiz Castañeda, dos episodios que marcaron su
formalización definitiva:La llegada a nuestro país de un grupo numeroso de
distinguidos médicos, biólogos y humanistas españoles, parte de la diáspora republicana obligada por la guerra civil en la Madre Patria. Esta fue una transfusión muy saludable no sólo para la investigación biomédica sino también para el desarrollo de muchos otros aspectos de las ciencias y de las humanidades en todo el país. Los sabios peninsulares no sólo trajeron sus vastos conocimientos y sus nuevas técnicas docentes,
sino que también se mostraron dispuestos a trabajar en forma exclusiva en sus respectivas disciplinas científicas y humanísticas. En medicina, la influencia de Nieto, Pérez Cirera, Costero, Méndez, Somolinos, Carrasco Formiguera, García, Bolívar, Márquez, Guerra,y otros muchos, dejó una huella positiva que, a través de sus numerosos alumnos, se ha acrecentado con el tiempo. El 18 de marzo de 1939 se inauguró el Instituto de Salubridad y Enfermedades Tropicales (ISET), planeado para el estudio de problemas de salud pública prioritarios en México, que fue la primera institución dedicada a la investigación biomédica que se abrió en nuestro país desde la clausura del Instituto Patológico,en 1914, o sea 25 años después. Como desde la inauguración del ISET ya han transcurrido 65 años,podemos decir que esa es la verdadera edad del reconocimiento oficial de la investigación biomédica profesional en el México de hoy. Soberón divide la
evolución de la investigación biomédica en tres etapas: de 1939 a 1950, caracterizada por la creación de 9 instituciones que prácticamente iniciaron esta actividad en México de 1950 a principios de 1960, en la cual se consolidan los grupos que se formaron en las
instituciones creadas anteriormente; y 3) de mediados de 1960 a 1983 (fecha de publicación del trabajo citado) en que se crearon 27 nuevas instituciones que realizan investigación biomédica, 11 entre 1960 y 1970 y 16 de 1970 a 1983. Aunque la mayor parte de esta aparente explosión en el número de instituciones favoreció al principio a la capital del país, en años más recientes se han ido estableciendo otros centros y laboratorios de investigación biomédica en el interior. A partir de 1940, el desarrollo de la investigación biomédica profesional ha sido paralelo al desarrollo del país, o sea que a veces ha sido bueno y otras veces no tan bueno.En general, ha seguido la pauta del interés oficial en el crecimiento de la ciencia y la tecnología en el país, que ha pasado en forma sucesiva por las etapas de ignorancia, descubrimiento, negligencia, demagogia
política, y por fin apoyo incipiente, aunque todavía muy débil. Todo esto matizado por las fluctuaciones paralelas en la economia mexicana, o sea de crisis, crecimiento, crisis, crecimiento, crisis, seudobonanza, y crisis, crisis y más crisis. A principios del siglo XXI y del segundo milenio de la Era Cristiana, México sigue gastando cerca del 0.3% del PIB en ciencia y tecnología, mientras la UNESCO ha señalado que los países en desarrollo deberían invertir el 1.5% de sus respectivos PIBs en este renglón, o sea 5 veces más. Pero la tragedia es que si en uno de estos días los científicos mexicanos nos despertáramoscon la noticia de que nuestro gobierno había decidido triplicar su inversión actual en ciencia y tecnología, no sabríamos en qué gastarnos ese diluvio de pesos, porque todavía somos muy pocos. Nuestro país cuenta con 0.5-1.0 investigadores por cada 10,000 habitantes,mientras en Japón hay 46 y en los E.U.A. hay 60.
Lo que necesitamos para aspirar a incorporarnos al siglo XXI como un país miembro de la comunidad internacional (y no como un retrasado aspirante a serlo) es una vigorosa campaña nacional, sostenida a largo plazo, de promoción de la ciencia y la tecnología en todos los niveles: educativo, social, profesional y de desarrollo especializado, con la meta de por lo menos duplicar nuestra población científica cada diez años. Es obvio que
tal campaña debería acompañarse de la ampliación progresiva de las instituciones relevantes, con objeto de ir incorporando a los nuevos investigadores que vayan completando su preparación, para que inicien su vida productiva. En la última década se registra un tímido esfuerzo oficial en favor de la educación de nuevos investigadores, en forma de programas de becas que antes no existían, pero no hay proyectos concomitantes para incorporar a los becarios que vayan terminando sus estudios, en instituciones que les permitan desarrollarse profesionalmente y contribuir al progreso cultural y económico del país.
Quisiera terminar esta breve reseña del desarrollo histórico de la investigación biomédica en México, que ha sido crítica y quizá decepcionante, con una nota optimista. Desde sus orígenes reales, que hemos fijado a fines de 1930, hasta nuestros días, o sea en el breve lapso de poco más de 70 años, el crecimiento y desarrollo de la investigación biomédica en nuestro país han sido verdaderamente espectaculares, considerando no sólo el punto
cercano al cero de donde partió, sino la formidable serie de obstáculos y problemas que ha encontrado en su camino. Realmente es admirable que, a pesar de tantas carencias y dificultades, cada vez haya más investigadores biomédicos en México; lo lógico sería que no hubiera ninguno. La situación actual no puede ser menos atractiva para los jóvenes posiblemente interesados: las carreras académicas son largas y difíciles, las becas son
escasas y pobres, las instituciones de alto nivel en donde puede adquirirse una educación adecuada son pocas, las probabilidades de obtener una posición satisfactoria al terminar los estudios son inciertas, y las remuneraciones concomitantes son poco atractivas. Si a todo lo anterior se agrega la situación de crisis económica que vive el país desde hace casi dos décadas, que inevitablemente afecta la magnitud y accesibilidad de los recursos oficiales para financiar la investigación (la iniciativa privada contribuye con menos del 10% del gasto nacional en ciencia y tecnología), se comprende que el panorama sea más tétrico que alentador. Y sin embargo, los jóvenes siguen solicitando su inscripción en los programas académicos de doctorado en las distintas disciplinas que convergen
en la formación de investigadores biomédicos. Este es un fenómeno interesante, que a primera vista podría tomarse como una refutación palpable de que el hombre realmente sea un animal racional. Pero un minuto de reflexión revela que se trata de una característica muy propia y casi específica del ser humano, que es su convicción de que las cosas difíciles sólo son las que cuestan más trabajo, y que con el tiempo y el esfuerzo, las cosas imposibles tienden a transformarse en inevitables. Para resumir todo lo anterior, yo diría que la historia de la investigación biomédica en el siglo XX en México ha sido paralela a las transformaciones sociales y políticas de nuestro país en ese mismo lapso, que lo han llevado de una estructura feudal primitiva a la de una nación aspirante (y ya cercana) a la verdadera democracia. Para este principio del III Milenio, yo desearía que la investigación biomédica mexicana contara con mayores apoyos económicos, con mejores y más amplios proyectos oficiales de crecimiento y desarrollo, pero sobre todo con muchos más estudiantes jóvenes, inteligentes y dispuestos a dedicar su vida profesional a la generación de nuevos conocimientos científicos en el área de la biomedicina en México. Para terminar, me permito sugerir algunas acciones que, en vista de los hechos y comentarios anteriores, podrían formar parte de una campaña concertada por las
autoridades (oficiales, universitarias y de otras instituciones de educación superior, así como de la iniciativa privada) y dirigida a cerrar la brecha que nos separa de los países desarrollados en ciencia y tecnología (lo que incluye a la investigación biomédica). Aclaro que ninguna de estas acciones es original o novedosa; al contrario, todas ya han sido implementadas y han demostrado su capacidad para alcanzar sus objetivos a corto y mediano plazo. (Pérez-Tamayo, 2004)
Implantes y prótesis
Cuando hablamos de implantes y prótesis, podemos referirnos a una amplia variedad de campos, ya que aquí entra desde una prótesis de cadera o rodilla, hasta un implante dental, pasando por una prótesis que pretende sustituir una parte de un miembro o un miembro completo (mano, pie, brazo, pierna) consiguiendo cierto grado de movilidad, prótesis oculares, implantes de piel y un largo etcétera. Para cada caso se necesitan materiales con características específicas, que en ocasiones llevan a combinar el uso de materiales cerámicos, metales y polímeros. Vamos a hablar de algunos de estos tipos de implantes y prótesis en los que tienen aplicación materiales poliméricos, como la de oftalmología, la de cirugía estética o la de ingeniería de tejidos.
Tipos de implantes y prótesis.
Prótesis para extremidades del cuerpo
El avance en el diseño estas prótesis ha estado ligado directamente con el avance en el manejo de los materiales empleados por el hombre, así como el desarrollo tecnológico y el entendimiento de la biomecánica del cuerpo humano. Estas prótesis son elementos desarrollados con el fin de mejorar o reemplazar una función, una parte o un miembro completo del cuerpo humano afectado, por lo tanto, una prótesis para el paciente y en particular para el amputado, también colabora con el desarrollo psicológico del mismo, creando una percepción de totalidad al recobrar movilidad y aspecto. La primera prótesis de miembro superior registrada data del año 2000 a. C., fue encontrada en una momia egipcia; la prótesis estaba sujeta al antebrazo por medio de un cartucho adaptado al mismo. En el siglo XIX se emplean el cuero, los polímeros naturales y la madera en la fabricación de prótesis; los resortes contribuyen también al desarrollo de nuevos mecanismos para la fabricación de elementos de transmisión de la fuerza, para la sujeción. Ya en 1912 Dorrance en Estados Unidos desarrolló el Hook, que es una unidad terminal que permite abrir activamente, mediante movimientos de la cintura escapular, además se cierra pasivamente por la acción de un tirante de goma. El origen de las prótesis activadas por los músculos del muñón se da en Alemania gracias a Sauerbruch, el cual logra idear como conectar la musculatura flexora del antebrazo con el mecanismo de la mano artificial,mediante varillas de marfil que hacía pasar a través de túneles cutáneos, haciendo posible que la prótesis se moviera de forma activa debido a la contracción muscular. Es en 1946 cuando se crean sistemas de propulsión asistida, dando origen a las prótesis neumáticas y eléctricas.
Una aplicación moderna: Los Materiales Inteligentes.
Hoy en día, el término “inteligente” se ha adoptado como un modo válido de calificar y describir una clase de materiales que presentan la capacidad de cambiar sus propiedades físicas (rigidez, viscosidad, forma, color, etc.) en presencia de un estímulo concreto.
Las principales características de este tipo de materiales son: de manera intrínseca presentan sensores de reconocimiento y medida de la intensidad del estímulo ante el que reaccionará el material. A su vez presentan “actuadores” intrínsecos, que responden ante dicho estímulo. Para controlar la respuesta de una forma predeterminada presentan mecanismos de control y selección de la respuesta. El tiempo de respuesta es corto. El sistema comienza a regresar a su estado original tan pronto como el estímulo cesa.
Entre estos materiales inteligentes, podemos hablar de los materiales con memoria de forma, el efecto de memoria de forma puede describirse como la capacidad de un material para cambiar la forma debido a la aplicación de un estímulo externo. Y dentro de estos, tenemos los polímeros con memoria de forma. El efecto está relacionado con la combinación de la estructura y la morfología del polímero junto con el proceso y tecnología de programación de inclusión de la forma empleado. 
 
Prótesis e implantes en Cirugía Cardiovascular
La posibilidad de utilizar materiales protésicos sintéticos puede considerarse como uno de los grandes avances en el terreno de la cirugía cardiovascular. Los primeros implantes realizados en la década de los años cincuenta, y sobre todo sesenta, contribuyeron de una forma extraordinaria a cambiar el rumbo de algunas enfermedades vasculares, como la arteriosclerosis. En los años setenta, la aparición de un mayor número de materiales, como el politetrafluoroetileno expandido (ePTFE), abrió más el abanico de posibilidades para la lucha contra la enfermedad vascular obstructiva crónica. La tolerancia biológica de estos biomateriales es buena, pero el implante de prótesis de pequeño y mediano calibre conduce, en un alto porcentaje de casos, al fracaso, no puede cumplirse el objetivo de mantener la permeabilidad vascular de la zona enferma. Sin embargo, tanto el ePTFE como el polietilentereftalato (Dacron) todavía son los biomateriales más utilizados hoy en día. La porosidad de la pared parece desempeñar un papel crítico en el proceso de cicatrización y, por lo tanto, es un factor clave en el éxito a largo plazo de las prótesis vasculares sintéticas de pequeño calibre. En los últimos años, las investigaciones se encaminan a la obtención de prótesis vasculares que sustituyan a las ya existentes y que mejoren las perspectivas de su utilización en la clínica humana. De este modo, han proliferado los estudios sobre la posible utilización, como prótesis vasculares, de distintos tipos de materiales biocompatibles. Por ello, en la actualidad, se prueban nuevos tipos de prótesis, como las fabricadas a partir de diferentes compuestos de poliuretano. La utilización de poliuretano para la fabricación de dispositivos de uso biomédico se extiende cada día más. Sin embargo, la utilización de estas prótesis de poliuretano no está exenta de polémica. La supuesta degradación de este tipo de biomaterial y la aparición de efectos colaterales, como la reacción a cuerpo extraño y la aparición de hemangiosarcomas a partir del octavo mes del implante, ponen en entredicho la viabilidad de estos biomateriales para su uso biomédico, aunque estos extremos no los compartan la mayoría de los autores; el tratamiento del poliuretano con diversos compuestos disminuye considerablemente la aparición de células blancas y mejora notablemente la biocompatibilidad del mismo, sin que se describan efectos secundarios en animales de experimentación.
Prótesis Dentales: Nuevos Polímeros en Prótesis Fija
Durante los últimos años, han aparecido como alternativa a la cerámica unos materiales con una composición básica similar a las clásicas resinas compuestas, es decir, una matriz orgánica y un relleno inorgánico. Algunos fabricantes los denominan cerómeros, como si fuera un material híbrido de cerámica y resina compuesta, mientras que otros los denominan poliglass o polividrio, composites de segunda generación, o nuevos polímeros.
Son ejemplos de estos nuevos materiales los sistemas Artglass (Heraeus Kulzer), Belleglass HP (Kerr) y Targis-Vectris (Ivoclar-Vivadent), etc... No existen estudios a largo plazo sobre estos materiales y su comportamiento clínico. Algunos estudios, como el aparecido en el Clinical Research Associates Newsletter (1998), indican como principales características de estos materiales (comparándolas con las cerámicas): menor capacidad de abrasionar los dientes antagonistas, mayor tendencia al desgaste sobretodo en zonas oclusales, mayor facilidad para su reparación clínica, una estética aceptable, mayor aparición de sensibilidades post-operatorias, así como una menor transmisión de cargas oclusales sobre los dientes pilares.
Prótesis de Articulaciones
Uno de los motivos más frecuentes en Cirugía Ortopédica de la artroplastia o implantación de una prótesis es la artrosis. También ciertas fracturas de cadera y hombro se tratan mediante la implantación de una prótesis, algunos tumores óseos articulares se tratan quirúrgicamente con un implante protésico. Tradicionalmente para esto se utilizaban piezas de platino u otros materiales, pero el problema era que el paciente no recuperaba ni siquiera un mínimo de movilidad en estas partes del cuerpo, pues una pieza de platino no podía rotar sobre un hueso, y así quedaba condenado a una silla de ruedas o a usar muletas o bastones, ni hablar de su vida deportiva. Como alternativa ha surgido la utilización de ciertos materiales plásticos, como el UHMWPE (polietileno de peso molecular ultra alto). El UHMWPE puede entrecruzarse y hacerse mucho más resistente, y fabricar prácticamente cualquier forma caprichosa, pues la cabeza del fémur o la rótula de estos pacientes se puede fabricar a su medida anatómica, brindando al paciente una nueva oportunidad de poder recuperar movilidad, e incluso se han reportado casos en los que el paciente puede volver a practicar deporte (no a nivel profesional). A casi ocho años de estos primeros implantes, no se han reportado rechazos ni problemas secundarios derivados del uso de este plástico.
Prótesis mecánica
Las prótesis mecánicas o de tiro son prótesis con dispositivos de apertura y cierre mediante cables y cintas de sujeción unidos al cuerpo y a su lado contrario que por la tracción ejercida al tensor abre o cierra a voluntad. Este tipo de prótesis son funcionales pero con unas limitaciones de movimiento, ya que necesitan de la energía propia para su movimiento y obliga a hacer movimientos de tensión para su funcionalidad.
Prótesis mioeléctricas
Las prótesis electrónicas (mioeléctricas) fueron desarrolladas basadas en la bionica, la cibernética, la robótica, la mecatrónica y es por esta razón que se les conoce con diferentes nombres para describirlas, como son prótesis cibernéticas, bionicas, mioeléctricas, mecatrónicas, electromecanicas, entre otras; pero todos estos términos solo describen una prótesis desarrollada con la combinación de la electrónica y la mecánica y controlada muscularmente.
Para lograr este control muscular existen diferentes tipos de sensores que son los encargados de tomar las señales musculares del paciente y enviarlas a un sistema electrónico encargado de realizar los movimientos de apertura y cierre de la mano, entre estos sensores se encuentran los electrodos, sensores de cambio de volumen muscular, sensores de tacto, sensores comparadores de frecuencia, etc; entre los cuales cada casa productora de prótesis electrónicasutiliza el que mejor se adapte al sistema que ha desarrollado.
Prótesis cosméticas
Las Prótesis Cosméticas fueron desarrolladas con el objetivo de reemplazar un miembro o parte de él teniendo en cuenta su parte estética, más no su funcionalidad, esto con el fin de mejorar o completar la imagen corporal de una persona y contribuir con su rehabilitación tanto física como psicológica.
Debido a su función estética, estas prótesis se desarrollan teniendo en cuenta las características físicas, propias de cada paciente, lo que hace de esta área un trabajo personalizado en los que se deben tomar moldes, tener en cuenta su color de piel, y sus medidas con el fin de lograr una prótesis los más semejante posible al miembro a reemplazar. (perez, 2003)
Implantes coclear.
Un implante coclear es un dispositivo implantado quirúrgicamente que ayuda a superar algunos problemas de audición cuyo origen está en el oído interno, o cóclea. La cóclea, también denominada "caracol", es tubito enrollado en forma de caracol ubicado en la parte del oído conectada al nervio auditivo. Su función consiste en recoger las señales eléctricas procedentes de las vibraciones sonoras y transmitirlas al nervio auditivo, quien a su vez envía esas señales al cerebro, donde son interpretadas como sonidos reconocibles. Si partes importantes de la cóclea no funcionan correctamente y el nervio auditivo no puede recibir estimulación alguna, las señales eléctricas no pueden llegar al cerebro, por lo que resulta imposible oír. (A veces conocida como "sordera nerviosa", esto se denomina "sordera neurosensorial".) Sustituyendo a la parte lesionada de la cóclea, el implante coclear utiliza sus propias señales eléctricas para estimular el nervio auditivo, permitiendo oír a la persona. (bionics, 2011)
Prótesis auditivas
las prótesis auditivas son dispositivos esenciales para la rehabilitación de las sorderas neurosensoriales, pero también para algunas sorderas de transmisión. Sin embargo, es importante conocer sus limitaciones, especialmente en los casos avanzados de sordera neurosensorial avanzada.
Existen diversos tipos de prótesis para el tratamiento de los diferentes problemas. En algunas sorderas de transmisión se pueden utilizar prótesis de conducción ósea, que se encargan de estimular diréctamente el oído interno mediante la transmisión de vibraciones a través de los huesos del cráneo. Aunque en la mayoría de los casos los audífonos convencionales, basados en conducción aérea, son los más utilizados.
LOS AUDÍFONOS CONVENCIONALES (POR VÍA AÉREA)
El principio de funcionamiento se inicia con la captación del sonido mediante uno o más micrófonos. La señal es procesada, amplificada y transmitida a través de un auricular que se emplaza en el conducto auditivo.Existen diferentes formas, potencias y niveles de complejidad. La elección del tipo de audífono, modelo etc. dependerá de la importancia de la sordera pero también del tipo de vida de la persona que lo vaya a utilizar.
LAS PRÓTESIS POR CONDUCCIÓN ÓSEA
Se utilizan adaptados a las gafas o a cintas que transmiten las vibraciones por conducción ósea. También se pueden implantar dispositivos anclados (BAHA). Estas prótesis se recomiendan en algunos casos de sordera de transmisión ya que utilizan la capacidad intrínseca de los huesos para transmitir la vibración del sonido. Las vibraciones sonoras son recogidos por un micrófono y se transmiten directamente al hueso temporal, a través de un vibrador situado detrás de la oreja. Esta vibración ósea, que se transmite a la cóclea, provoca una vibración similar en los líquidos laberínticos provocando laestimulación de las células ciliadas.
LOS IMPLANTES DE OÍDO MEDIO
Como en el caso de los audífonos de conducción ósea, el sonido que es captado pone en marcha un vibrador pero, que en este caso, se implanta sobre un huesecillo del oído medio. Mediante este sistema se resturan los movimientos normales de la cadena de huesecillos, incluso se amplifican, y gracias a ello el sonido puede ser transmitido normalmente al oído interno. Estos dispositivos tienen aplicaciones que están limitadas por los criterios de profundidad y tipo de sordera, la ausencia de la cadena de huesecillos. (Neuroille, 2005)
El nacimiento de la impresión 3D.
El inicio de la impresión 3D se remonta a 1976, cuando se inventó la impresora de inyección de tinta. En 1984, algunas adaptaciones y avances sobre el concepto de la inyección de tinta transformaron la tecnología de impresión con tinta a impresión con materiales. A lo largo de las ultimas décadas, ha habido una gran variedad de aplicaciones de la tecnología de impresión 3D que se han desarrollado a través de varias industrias.
Charles Hull, más tarde, el co-fundador de 3D ​​Systems, inventa la estereolitografía, un proceso de impresión que permite que un Objeto en 3D se cree a partir de datos digitales. Se utiliza la tecnología para crear un modelo 3D a partir de una imagen y permite que los usuarios prueben un diseño antes de que este invierta en la fabricación del modelo definitivo. 
Como funciona la impresión 3D
Las impresoras 3D funcionan como las impresoras de chorro de tinta, en vez de tinta, las impresoras 3d depositan el material deseado en una serie de capas sucesivas para crear un objeto procedente de un formato digital.
1992 - FABRICACIÓN DE PROTOTIPOS CAPA POR CAPA
La primera máquina de impresión 3D del tipo SLA (estereolitográfico) en el mercado, fue desarrollada por la empresa 3D Systems. El funcionamiento básico de esta máquina consiste en que un láser UV va solidificando un fotopolímero, un líquido con la viscosidad y color parecido al de la miel, el cual va fabricando partes tridimensionales capa por capa. A pesar de la imperfección, de sobra se demuestra que piezas altamente complejas podían ser fabricadas por la noche.
1999 - ÓRGANOS DE INGENIERÍA TRAEN NUEVOS AVANCES EN MEDICINA
El primer órgano criado en laboratorio que se implementó en humanos fue un aumento de la vejiga urinaria utilizando recubrimiento sintético con sus propias células.
La tecnología utilizada por los científicos del Instituto de Wake Forest de Medicina Regenerativa, abrió las puertas al desarrollo de otras estrategias para los órganos de la ingeniería, el cual pasaba por la impresión de los mismos. Debido a que están fabricadas con células propias del paciente, el riesgo de rechazo es prácticamente nulo.
2002 - UN RIÑÓN 3D EN FUNCIONAMIENTO
Los científicos diseñan un riñón en miniatura completamente funcional y con la capacidad de filtrar sangre y producir orina diluida en un animal.
El desarrollo llevó a la investigación en el Instituto de Wake Forest de Medicina Regenerativa el objetivo de imprimir los organos y tejidos con tecnología de impresión 3D.
2005 - OPEN-SOURCE COLABORA CON LA IMPRESIÓN 3D
EL Dr. Adrian Bowyer funda RepRap, en la Universidad de Bath, una iniciativa de código abierto para construir una impresora 3D que puede imprimir la mayoría de sus propios componentes. La visión de este proyecto es el de democratizar la fabricación de unidades de distribución de bajo coste RepRap a las personas de todo el mundo, lo que les permite crear productos a diario por su cuenta.
2006 - EL SLS Y LA PERSONALIZACIÓN EN LA FABRICACIÓN EN MASA
Este año se construye la primera máquina del tipo SLS (Sintetización de laser selectivo) viable.Básicamente, este tipo de máquina utiliza un láser para fundir materiales en el proceso de impresión 3D. Este descubrimiento abre las puertas a la personalización masiva y a la demanda de fabricación de piezas industriales, y más tarde, prótesis. Ese mismo año, Object, un proveedor de materiales e impresoras 3D, crea una máquina con la capacidad de imprimir en multiples materiales, incluyendo polímeros y elastómeros. La máquina permite que una parte sea fabricada con una gran variedad de densidades y propiedades de material.
2008 - LA PRIMERA IMPRESORA CON CAPACIDAD DE AUTO REPLICA.
Tras su lanzamiento en 2005, el proyecto RepRap saca a la luz Darwin, la primera impresora 3D con capacidad de imprimirla mayoría de sus propios componentes, permitiendo a los usuarios que ya tienen una, hacer más impresoras para sus amigos o incluso reparar componentes de la suya.
2008 - LANZAN SERVICIOS DE CO-CREACIÓN.
Shapeways lanza una página web beta privada para ofrecer un nuevo servicio de co-creación entre la comunidad permitiendo que artistas, arquitectos y diseñadores presenten sus diseños en 3D como objetos físicos baratos.
2008 - GRAN AVANCE EN LA PRÓTESIS.
La primera persona que camina sobre una pierna de prótesis impresa en 3D, con todas las partes, rodilla, pie, etc, impresa en una misma compleja estructura sin ningún tipo de montaje. Este tipo de avances permiten que los fabricantes de prótesis realicen desarrollos a medida en el sector de las prótesis.
2009 - KITS DE IMPRESORAS 3D DIY ENTRAN EN EL MERCADO.
Industrias MakerBot, una compañía de hardware de código abierto para las impresoras 3D, comienza la venta de kits de montaje que permiten a los compradores fabricar sus propias impresoras 3D y productos.
2009 - DE CELULAS A VASOS SANGUÍNEOS.
Llega la bio-impresión, con la tecnología del Dr. Gabor Forgacs, que utiliza una bio-impresora 3D para imprimir el primer vaso sanguíneo.
2011 - PRIMER AVIÓN IMPRESO EN 3D.
Los ingenieros de la Universidad de Southampton diseñaron y planearon el primer avión impreso en 3D. Este avión no tripulado se construye en siete días, con un presupuesto de 7.000€. La impresión 3D permite que sus alas tengan forma elíptica, una característica normalmente cara que ayuda a mejorar la eficiencia aerodinámica y reduce al mínimo la resistencia inducida.
2011 - PRIMER COCHE IMPRESO EN 3D.
Kor Ecologic nos presenta Urbee, un prototipo de coche que trata de ser lo más eficiente posible con el medio ambiente, siendo toda su carrocería diseñada e impresa en 3D. Trata de ser un coche eficiente en cuanto a consumo de gasolina y en cuento a su coste de producción. Su precio oscilará entre los 12.000€ y 60.000€ siempre y cuando sea comercialmente rentable.
2011 - IMPRESIÓN 3D EN ORO Y PLATA.
La empresa materialise ha sido la primera empresa en ofrecer un servicio de impresión 3D de oro de 14 Kilates y plata de ley. Esta opción va a permitir abrir un nuevo mercado a los joyeros con diseños más económicos utilizando este material.
2012 - PRIMER IMPLANTE DE PRÓTESIS DE MANDÍBULA IMPRESA EN 3D.
Doctores e ingenieros holandeses trabajan con una impresora 3D especialmente diseñada por la empresa LayerWise, la cual permite imprimir prótesis de mandíbulas personalizadas. Este grupo ha podido implantar una mandíbula a una mujer de 83 años de edad que sufría una infección de hueso crónica. Esta tecnología se está estudiando más profundamente con el objetivo de poder promover el crecimiento de nuevo tejido óseo. (INTERESANTE, 2013)
Que es la impresión 3D
Todos conocemos y hemos utilizado alguna vez una impresora de tinta o láser convencional, ambas restringidas a las dos dimensiones, pero en el caso de las impresoras tridimensionales haberlas probado ya no es tan común. A pesar de su enorme expansión, que cada vez hace más fácil su uso por parte de empresas y consumidores, todavía se ve en muchos casos como algo lejano y poco conocido.
La realidad es que las impresoras tridimensionales no distan mucho de las antiguas impresoras, o quizás sería más acertado compararlas con los ploters. En ambos casos se trata de dispositivos con un cabezal que cuenta con tinta o una herramienta de dibujo que se mueve en un sólo eje formando puntos o líneas, mientras que el propio cabezal o el papel se va moviendo en otro eje permitiendo formar imágenes en dos dimensiones.
Pues con las impresoras tridimensionales tenemos, como su propio nombre indica, una tercera dimensión que permite dar volumen a los “dibujos”. De esta forma, basta con tener un modelo 3D de un objeto, que luego gracias a un software especial se dividirá en capas que iremos imprimiendo una encima de otra como en una impresora convencional.
La gran diferencia es que en lugar de imprimir tinta sobre papel, normalmente lo que hacemos es ir capa por capa depositando un material fundido que se va enfriando, o endureciendo un material líquido en zonas concretas, o incluso soltando tinta de colores con una especie de pegamento en un material en polvo. Aparte de los sistemas mencionados existen otros muchos y dependiendo de la tecnología utilizada se trabajará con un material u otro, tendremos más resolución, será más rápida, permitirá usar colores, etc… Pero en general todos estos métodos suelen ser aditivos, es decir, van añadiendo material para formar el objeto. A diferencia de los métodos sustractivos, en los que a partir de un material en bruto se le va dando forma eliminando material con herramientas, o incluso otros sistemas de fabricación como la fundición, la extrusión, etc. (UNIVERDAL, 2014)
Impresión 3D en biomedicina.
La utilización de las impresoras 3D en diversos campos se ha vuelto muy importante en la actualidad y aún más cuando es empleado en la rama de la medicina. En todo el mundo más de mil millones de personas conviven con algunas deficiencias, entre estas, cerca de 200 millones presentan problemas funcionales y este en un número creciente y preocupante. Por lo tanto al haber un gran número de personas con alguna deficiencia, se requiere el uso de ayudas para compensar la falta de algún mimbro funcional. En busca de dichas soluciones se plantean prototipos rápidos en área de la medicina, los cuales servirán de apoyos a la elaboración de procedimientos complejos quirúrgicos o la fabricación de prótesis.
La revolución de la impresión 3D pasa hoy por su aplicación en el ámbito de la medicina, donde esta tecnología ha dejado de ser una promesa para convertirse en una herramienta para los profesionales de la salud . Hay tres factores que están impulsando la tendencia: las impresoras más sofisticados, los avances en medicina regenerativa, y el software CAD (diseño asistido por computadora) refinado . Una técnica popular en el mundo de la manufactura avanzada, impresión 3D, se ha modificado para crear, estructuras precisas en 3D de los tejidos vivos .
La cuestión de los materiales son de suma importancia ya que mediante el cual puede mejorar un proceso o sino también puede influir de manera negativa en el destino celular de la persona a la cual se le implante.Para este caso han sido investigados diferentes tipos de materiales (naturales y sintéticos, biodegradables y permanentes) para la implementación en la impresión 3D.Por lo tanto la mayoría de estos materiales han sido conocidos en el campo de la medicina antes de la llegada de la ingeniería de tejidos como un tema de investigación ya que se emplean como biorreabsorbibles suturas. Ejemplos de estos materiales son el colágeno y algunos poliésteres.
Un material sintético utilizado es PLA (ácido poliláctico). Este es un poliéster que se degrada en el cuerpo humano para formar ácido láctico, una sustancia química de origen natural que se elimina fácilmente del cuerpo. Materiales similares son el ácido poliglicólico (PGA) y policaprolactona (PCL): su mecanismo de degradación es similar a la de PLA, pero que presentan, respectivamente, un más rápido y una menor velocidad de degradación en comparación con el PLA. (Ballarino, 2014)
Ventajas y desventajas de la impresión 3D en la Biomedicina
El enfoque de la ingeniería de tejidos es muy prometedor, ya que ofrece la posibilidad de reemplazar tejidos dañados con nuevo tejido que se deriva del paciente y, por tanto, no requerirán fármacos inmunosupresores para contrarrestar el rechazo.
a) La ingeniería de tejidos ha sido un prometedor campo de investigación, ofreciendo esperanza para salvar la brecha entre la escasez de órganos y necesidades de trasplante 
b) Reconstrucción facial.
c) Extensión de la vida.
d) Convergencia Industrial entre médicos, ingenieros y científicos de la computación.
e) Puede utilizar polímeros para crear material y no utilizar las células madre adultas, así como células embrionarias, en el cuerpo como la tintapara construir, lo cual el futuro de los trasplantes de órganos, venas y cartílago puede sintetizarse .
e) Se pueden realizar prótesis, también pueden utilizar las piezas en movimiento, lo que aumenta el realismo de la prótesis y además se emplean en la reparación y reconstrucción ósea.
La tecnología se enfrenta a varias limitaciones que presentan interesantes problemas de detección, actuación y control. Los cuales se discuten la naturaleza y el alcance de estos problemas.
Sin embargo, varios obstáculos impiden la plena aplicación del enfoque de la ingeniería de tejidos para construcciones en 3 dimensiones:
a) La penetración celular y la siembra no se controla, lo que resulta en el tejido con la maduración no uniforme. Métodos de fabricación actuales no permiten intrincados diseños y patrones de células en 3D .
b) Los órganos se componen de muchos tipos de células; la colocación de diferentes tipos de células en localizaciones espaciales específicas representa un enorme desafío .
c) La difusión de oxígeno a través de grandes construcciones es limitado, y andamios actuales no contienen capilares o tubos vasculares .
d) Otra de las dificultades es la vascularización, que es proporcionar un suministro adecuado de oxígeno y nutrientes a las células dentro de las construcciones de ingeniería tisular gruesas. Debido a que limitan la difusión de oxígeno y nutrientes, los tejidos más gruesos tienen problemas de difusión y no pueden sobrevivir ni pueden proliferar bien .
Por lo tanto la adaptación de las tecnologías de fabricación existentes para la ingeniería de tejidos sigue siendo un verdadero desafío. (Ballarino, 2014)
Implantes y prótesis impresos para adultos de la tercera edad
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