Imprimen en 3D mallas de nitinol para stents hechos a medida de cada paciente

Un equipo internacional dirigido desde Madrid ha descrito un método para fabricar con impresión 3D estructuras metálicas trenzadas pensadas para dispositivos cardiovasculares personalizados, como los stents que se colocan dentro de una arteria. El trabajo se ha publicado en npj Metamaterials y, por el momento, se ha probado únicamente en ensayos mecánicos de laboratorio: no hay todavía pruebas en animales ni en personas.

Qué problema intenta resolver

Muchos dispositivos cardiovasculares se implantan por vía transcatéter, es decir, se introducen plegados dentro de un tubo muy fino que avanza por los vasos sanguíneos hasta el punto donde deben desplegarse. Eso obliga al implante a comprimirse mucho y a recuperar después su forma sin romperse ni quedar deformado.

La mayoría de estos dispositivos se fabrican con nitinol, una aleación de níquel y titanio conocida por su superelasticidad: puede deformarse mucho y volver a su geometría original. El problema, según explican los autores, no es el material sino cómo se fabrica. Las técnicas actuales imponen límites geométricos que dificultan adaptar el implante a la anatomía concreta de cada paciente.

Cuando se recurre a la impresión 3D metálica, lo habitual es producir estructuras de tipo lattice, redes de barras rígidas interconectadas que se repiten en un patrón. Son fáciles de diseñar, pero se deforman doblando esas barras. El equipo observó que ese comportamiento no aguanta bien las exigencias del cateterismo: al comprimirse se vuelven muy rígidas, empujan con fuerza contra la pared arterial y presentan un riesgo apreciable de fractura cuando la deformación se acerca al 25%.

La alternativa: trenzar en lugar de doblar

La propuesta consiste en imprimir directamente arquitecturas trenzadas, parecidas a las mallas textiles o a los stents trenzados convencionales, pero fabricadas en un solo paso de producción. En estas estructuras la deformación se absorbe por el desplazamiento y la reorientación de los filamentos entrelazados, no por la flexión de barras rígidas.

Para conseguir un acabado superficial apto para un implante, el equipo aplicó un tratamiento combinado de ataque químico y electropulido. Ese postprocesado redujo el grosor de los filamentos un 47,7% y la sección transversal un 71,1% respecto a la pieza recién impresa. Con ese acabado, los prototipos soportaron compresiones de hasta el 50% de su diámetro original conservando más de un 90% de recuperación elástica.

Los autores también midieron la fuerza crónica hacia fuera, la presión sostenida que el dispositivo ejerce contra la pared del vaso una vez colocado. En sus pruebas fue hasta cinco veces menor que en las estructuras lattice convencionales, algo que asocian a un menor riesgo de lesión vascular y trombosis.

Quién firma y en qué punto está

La investigación la lidera el Instituto IMDEA Materiales junto con la Universidad Politécnica de Madrid, con participación del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y la Universidad de Galway. La tecnología está patentada y recibió el premio nacional James Dyson. La información la difundió el propio IMDEA y la recogió el portal MedicalXpress.

Conviene situar bien el resultado. La validación se hizo con varios prototipos sometidos a un ciclo único de compresión y expansión que reproduce la entrada en el catéter y el despliegue posterior. No se ha evaluado todavía la biocompatibilidad ni se ha implantado en ningún organismo vivo. Los propios autores sitúan como siguientes pasos las pruebas in vitro y los estudios en animales, antes de plantear cualquier investigación clínica en pacientes.

De cara al futuro, el grupo apunta a los dispositivos neurovasculares, destinados a zonas del cerebro difíciles de alcanzar, lo que exigiría miniaturizar aún más estas estructuras y explorar la navegación magnética a distancia.