2023, Número 4
Impresión tridimensional de prótesis de dedo de bajo costo en paciente con transferencia de dedos del pie a la mano
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Idioma: Español
Referencias bibliográficas: 25
Paginas: 181-186
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RESUMEN
Las amputaciones traumáticas de dedo representan la lesión tratada con mayor frecuencia en los servicios de cirugía de mano. Aunque no suelen poner en riesgo la vida, pueden resultar en discapacidad a corto y largo plazo, deterioro de la calidad de vida e implicaciones psicosociales y económicas para los pacientes. La impresión tridimensional permite diseñar y crear con precisión prótesis personalizadas, ofreciendo la posibilidad de reducir costos de producción y tiempos de manufactura. No obstante, su uso clínico es aún limitado en México. El objetivo de este artículo es exponer nuestra experiencia utilizando una impresora 3D de bajo costo para construir una prótesis de dedo funcional y asequible en un paciente con amputación traumática del pulgar, dedo índice y medio. Se diseñaron distintos prototipos de prótesis que fueron probados en el paciente y ajustados según la retroalimentación obtenida del paciente. Utilizando la impresora Fused Deposition Modeling Dremel 3D Idea Builder, y filamentos de ácido poliláctico como material principal, se construyó un modelo a partir de capas de 2 mm en un tiempo total de 3.5 horas. El costo calculado del modelo protésico fue de $10-15 dólares. Se documentó una alta satisfacción del paciente a través de la escala Quebec User Evaluation of Satisfaction with Assistive Technology 2.0 e incremento significativo de funcionalidad y destreza manual con la prueba Box and Block Test. La implementación de tecnología para la impresión tridimensional de prótesis de dedo resulta una estrategia altamente costo-efectiva, individualizada y adaptable a gente de escasos recursos.INTRODUCCIóN
Los dedos de la mano son las estructuras con mayor frecuencia de lesiones en la extremidad superior.1 Su posición distal, amplio rango de movimiento y falta de protección los tornan vulnerables a accidentes, lo que resulta en una incidencia significativa de aproximadamente 45,000 casos anuales en Estados Unidos y la pérdida de 165.5 años acumulados de vida productiva en México, convirtiéndose en una de las principales causas de discapacidad permanente.2,3
Aunque las amputaciones digitales rara vez ponen en peligro la vida, es fundamental realizar una evaluación y manejo adecuados para evitar el desarrollo de dolor crónico, discapacidad, limitación en actividades laborales y sociales y estrés psicológico.2-4 Además, estas amputaciones representan un desafío de salud pública debido a los costos directos e indirectos significativos que conllevan, afectando principalmente a la población económicamente activa.4-6
El tratamiento estándar para aquellos pacientes no candidatos a un reimplante generalmente implica la remodelación del muñón o, en casos seleccionados, la amputación del rayo afectado.7 El uso de prótesis ha demostrado mejorar la capacidad de los pacientes para realizar actividades cotidianas, coordinación y aumentar su autoestima y autoimagen.7,8
A pesar de los beneficios demostrados de las prótesis estéticas o funcionales, su uso es escaso en nuestro entorno debido a la baja disponibilidad de insumos, altos costos de manufactura y desafíos asociados a la rehabilitación posterior, lo cual limita su aplicación en países en vías de desarrollo.7,8
El prototipado rápido o impresión 3D, es una tecnología que permite generar modelos físicos basados en diseños digitales mediante la adición secuencial de capas de materia.9,10 Este ha ganado prominencia en la cirugía plástica en la última década en áreas como la cirugía craneofacial, las reconstrucciones microquirúrgicas e incluso en el desarrollo de implantes o guías de trabajo transoperatorias.9
La disponibilidad de impresoras 3D comerciales de bajo costo y el uso de software de diseño digital de código abierto han facilitado la incorporación de estas tecnologías en la práctica clínica diaria de los equipos quirúrgicos.10-13
En este trabajo presentamos nuestra experiencia en la creación de una prótesis digital funcional utilizando tecnología de impresión tridimensional de bajo costo.
CASO CLíNICO
Hombre de 40 años que sufrió accidente pirotécnico que derivó en la amputación traumática del pulgar, índice y dedo medio de la mano izquierda. Manejado inicialmente con remodelación de los muñones y posteriormente se llevó a cabo la transferencia del primer dedo del pie al pulgar; sin embargo, el paciente rechazó someterse a una segunda transferencia para reconstruir el segundo y tercer dedo. Por lo tanto, se propuso la fabricación de una prótesis funcional para el dedo índice.
Bajo consentimiento informado del paciente y aprobación del Comité de Ética Institucional, se obtuvieron medidas y fotografías para el diseño de la prótesis y se evaluó la funcionalidad de la mano del paciente mediante diversas actividades cotidianas.
El modelo digital de la prótesis se desarrolló utilizando el software Rhinoceros 6.0©, considerando las medidas clínicas y radiografías en formato DICOM (Figura 1). El diseño final de la prótesis se muestra en la Figura 2. La impresión 3D se realizó utilizando una impresora FDM Dremel 3D Idea Builder, utilizando filamentos de ácido poliláctico como material principal. La impresión se llevó a cabo en capas de 2 mm de grosor, a una temperatura de extrusión de 230 °C y en una cama a 60 °C. El proceso completo de impresión duró 3.5 horas y se requirieron 25 gramos de ácido poliláctico.
Tras la impresión, se llevó a cabo un proceso de manufactura que implicó la remoción de la placa de impresión, lijado de bordes y ensamble de piezas. Se añadió un revestimiento de plástico texturizado en la punta de la prótesis para mejorar la superficie de contacto y facilitar el agarre de objetos.
La colocación de la prótesis se logró mediante la utilización de cinta adhesiva que cubrió 1.2 cm de la punta digital para aumentar la comodidad del paciente. Además, se suturó hilo de nylon a una cubierta de plástico con una correa de velcro alrededor de la muñeca del paciente (Figura 3). De esta manera, la prótesis se activaba mediante la flexión voluntaria de la muñeca, lo que permitía la flexión de la articulación interfalángica.
En el proceso de diseño, se elaboraron tres prototipos, ajustándose según las sugerencias proporcionadas por el paciente. Se evaluó la satisfacción del paciente utilizando la escala Quebec User Evaluation of Satisfaction with Assistive Technology 2.0 (QUEST 2.0) después de utilizar la prótesis durante tres semanas con un uso mínimo diario de 3 horas.14 Los ítems fueron evaluados en una escala de 1 a 5, siendo 5 máxima satisfacción del paciente. Se obtuvo un promedio de 4.7 (4.3-5.0) en los ítems evaluados (Tabla 1).
Para evaluar la funcionalidad y destreza manual del paciente, se empleó la prueba estandarizada Box and Block Test (BBT).15 Antes de la colocación de la prótesis, el paciente pudo desplazar 16 bloques por minuto, cifra que aumentó a 25 con el uso de la prótesis (Figura 4 y Tabla 2).
DISCUSIóN
Las soluciones protésicas para sustitución de los dedos de la mano son poco conocidas por la mayoría de la población, a pesar de su potencial para mejorar la calidad de vida de las personas.16 La naturaleza intrincada de estos dispositivos demanda un enfoque especializado en su manufactura y producción, requiriendo instalaciones equipadas con maquinaria avanzada y un equipo altamente capacitado para llevar a cabo su manufactura.17,18
En este contexto, la impresión 3D ha emergido como una herramienta revolucionaria en el ámbito de la cirugía plástica.19 Su capacidad para generar modelos anatómicos personalizados ha representado un avance significativo en la planificación preoperatoria, la educación médica y creación de material de osteosíntesis prefabricado, así como en la manufactura de implantes y guías quirúrgicas a la medida de cada paciente.16-19
Históricamente, los modelos impresos en 3D con fines médicos solían incurrir en costos considerables, y la puesta en marcha de laboratorios de impresión requería una inversión significativa.19,20 Sin embargo, la expiración reciente de varias patentes clave ha resultado en la disponibilidad de impresoras 3D asequibles en el mercado.19,20 Aunque hasta el momento muchas de estas impresoras y los materiales que emplean no han obtenido la aprobación de organismos reguladores como la FDA o COFEPRIS su accesibilidad y costo reducido podrían brindar ventajas tanto a los médicos como a los pacientes en ciertos contextos.19,20
En nuestro caso, logramos desarrollar prótesis a un costo estimado de $10-15 dólares por modelo, además de una inversión inicial de $1,000 dólares para adquirir la impresora 3D. La creación de un laboratorio especializado en impresión 3D dentro de nuestra institución permitió aún mayores ahorros al evitar externalizar el proceso. Al comparar estos costos con los de prótesis de silicona cosmética (que varían entre $900 y $3,000 USD) o prótesis funcionales (con precios desde $9,000 hasta $19,000 USD),17 nuestro enfoque se destaca por permitir la producción de múltiples modelos, la realización de ajustes y reemplazo de prótesis a una fracción del costo convencional.17 Esta propuesta es especialmente relevante en sistemas de salud, donde cerca de 50% de la población carece de acceso a servicios de seguridad social y los pacientes asumen directamente los costos de atención médica.
Actualmente no existen publicaciones en México sobre el desarrollo de prótesis digitales 3D. Presentamos un modelo sencillo que requiere únicamente flexión metacarpofalángica del paciente, que suele preservarse en caso de amputaciones digitales parciales o totales.
Con relación al material empleado, el polipropileno amorfo (APL) se posiciona como una alternativa costo-efectiva, demostrando ser adecuado para la fabricación de prótesis.21,22 Es esencial tener en cuenta que su temperatura de extrusión debe superar los 121 °C y se recomienda su esterilización mediante vapor a temperaturas mayores a 170 °C, utilizando calor seco en lugar de autoclave, ya que esta última opción modificaría las propiedades del material.21-23 Además, la FDA ha respaldado las propiedades hipoalergénicas y el alto perfil de seguridad del APL, utilizándolo como material de sutura y relleno dérmico semipermanente.22,23
Los resultados obtenidos a través de la escala de evaluación QUEST 14 nos permitieron objetivar la comodidad y satisfacción del paciente con el uso de la prótesis.14 De manera similar, los resultados de la prueba BBT demostraron una mejora en la destreza manual del paciente con el uso del dispositivo.15
Es fundamental considerar que aproximadamente 80% de personas con discapacidades a nivel global residen en países con ingresos bajos y medianos.24 En consecuencia, es imperativo desarrollar estrategias altamente eficientes en términos de costos, capaces de adaptarse a contextos con recursos limitados, estando orientadas a mejorar la funcionalidad, calidad de vida y bienestar psicosocial de las personas afectadas.24
Una limitación importante de este estudio radica en el número reducido de pacientes analizados. No obstante, este trabajo representa el primer caso de impresión tridimensional y colocación exitosa de una prótesis de dedo en nuestra región, con una relación costo-beneficio notable. Las perspectivas futuras apuntan hacia la producción en masa de prótesis tridimensionales para pacientes atendidos en nuestra institución y mejorar la apariencia externa de las prótesis, permitiendo elegir el color de acuerdo con las preferencias o tono de piel del paciente. Este avance podría aumentar la comodidad y bienestar psicosocial de los usuarios y, por ende, mejorar su calidad de vida.25
CONCLUSIóN
La implementación de tecnología para la impresión tridimensional de prótesis de dedo resulta una estrategia costo-efectiva que puede otorgar beneficio clínico a los pacientes. A su vez, permite el diseño y manufactura de prótesis adaptadas a las necesidades y preferencias del paciente, siendo adaptable a un contexto con recursos limitados.
REFERENCIAS (EN ESTE ARTÍCULO)
AFILIACIONES
1 División de Cirugía Plástica y Reconstructiva, Hospital General "Dr. Manuel Gea González". División de Estudios de Postgrado, Universidad Nacional Autónoma de México. México.
2 Cirujano plástico. Departamento de Cirugía Plástica, Hospital Ángeles Pedregal. Ciudad de México, México.
3 Escuela de Medicina, Universidad Panamericana. Ciudad de México, México. ORCID: 0000-0002-0141-7591
4 Centro de Innovación Médica Aplicada, Hospital General "Dr. Manuel Gea González". Ciudad de México, México. ORCID:
5 0000-0002-3348-2216
6 0000-0003-4329-3774
7 0009-0009-3974-1264
8 0000-0003-0062-6874
Conflicto de intereses: los autores declaran no tener conflicto de intereses.
CORRESPONDENCIA
Dr. José Eduardo Telich-Tarriba. E-mail: josetelich@gmail.comRecibido: 24 agosto 2023. Aceptado: 02 octubre 2023