El modelado paramétrico ayuda a determinar el tamaño de la prótesis valvular

Un estudio nuevo describe cómo la impresión tridimensional (3D) puede evaluar cómo los diferentes tamaños de las válvulas interactúan con la anatomía única de cada paciente, antes de que se realice el procedimiento.

Desarrollado por investigadores del Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces (MPIKG; Potsdam, Alemania), el Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica (Boston, MA, EUA), el Hospital General de Massachusetts (MGH; Boston, EUA) y otras instituciones, el software utiliza modelos paramétricos para generar modelos virtuales en 3D de las hojuelas, utilizando siete coordenadas de calcificación visibles en las tomografías computarizadas (TC). El modelo resultante, que incorpora tanto las hojuelas como sus depósitos calcificados asociados, se imprime en 3D.


El modelo de válvula multimaterial, impresa en 3D, incorpora hojuelas flexibles y depósitos rígidos calcificados que imitan el despliegue de la válvula artificial, además de proporcionar retroalimentación háptica. Un medidor personalizado que se ajusta dentro del modelo de válvula impresa en 3D también se imprime y se envuelve con una capa delgada de película sensible a la presión para mapear los contactos entre el medidor y las válvulas impresas en 3D y sus depósitos calcificados asociados. El medidor se expande gradualmente hasta lograr el ajuste correcto. Posteriormente, los investigadores realizaron un estudio retrospectivo de 30 pacientes a quienes se les realizó un reemplazo valvular aórtico transcatéter (RVAT).

Luego, los calibradores ajustables impresos en 3D se colocaron en los modelos de la raíz aórtica y se abrieron secuencialmente a tamaños de válvula más grandes, aplanando progresivamente las valvas calcificadas contra la pared aórtica. El tamaño óptimo de la válvula y el ajuste se determinaron mediante inspección visual y mapeo de presión cuantitativa de las interacciones entre el medidor y los modelos. Los investigadores encontraron que las pruebas de presión proporcionaron un mapa físico de las áreas con un sello inadecuado que correspondía a las áreas de fuga paravalvular, como lo demuestra el ecocardiograma transtorácico (TTE) posterior al procedimiento. El estudio fue publicado el 2 de octubre de 2018 en la revista Journal of Cardiovascular Computated Tomography.

“Si compra un par de zapatos en línea sin probárselos primero, es muy probable que no se ajusten correctamente. El tamaño de las válvulas de reemplazo para los procedimientos RVAT plantea un problema similar, ya que los médicos no tienen la oportunidad de evaluar cómo un tamaño de válvula específico se ajustará a la anatomía del paciente antes de la cirugía”, dijo el autor correspondiente James Weaver, PhD, del Instituto Wyss. “Nuestro sistema integrador de dimensionamiento de válvulas y de impresión en 3D proporciona un informe personalizado de la forma única de la válvula aórtica de cada paciente, elimina muchas de las conjeturas y ayuda a cada paciente a recibir una válvula de tamaño más exacto”.

“Ser capaz de identificar a los pacientes de riesgo intermedio y bajo cuya anatomía de la válvula cardíaca les da una mayor probabilidad de complicaciones de la RVAT es crítico, y nunca hemos tenido una forma no invasiva de determinar con exactitud eso antes”, dijo la autora del estudio, Beth Ripley, MD, PhD, de la Universidad de Washington (Seattle, EUA). “Es posible que a los pacientes se les preste mejor servicio con la cirugía, ya que los riesgos de un resultado imperfecto de la RVAT podrían superar sus beneficios. Además, ser capaz de simular físicamente el procedimiento podría informar futuras iteraciones de los diseños de válvulas y los enfoques de despliegue”.

El software de modelado de las hojuelas y el protocolo de impresión 3D están disponibles gratuitamente en línea para los investigadores o clínicos que deseen utilizarlos.

Enlace relacionado:
Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces
Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica
Hospital General de Massachusetts