Una pierna nueva en 3D para Joan

Una incesante serenata de bocinas se levanta del tráfico denso y caótico de Kampala, la capital de Uganda. A los conductores les encanta coger el camino más corto y hasta las más elementales normas de seguridad se ignoran si hay posibilidad de atajar. Hace tres años, Joan Gwokyalya viajaba en la parte trasera de uno de los miles de mototaxis de la ciudad mientras el chófer zigzagueaba entre coches y autobuses.

De repente, su vida cambió drásticamente. Un autobús había embestido la moto, matando al conductor en el acto. Gwokyalya sobrevivió, pero los médicos tuvieron que amputarle la pierna por debajo de la rodilla. “El tétanos empezó a extenderse por la extremidad”, recuerda la joven, que ahora tiene 25 años. Está sentada en el jardín del Hospital de Servicios Integrales de Rehabilitación de Uganda (CoRSU), uno de los centros protésicos más importantes de África oriental. En este lugar, su vida, gravemente trastocada por el accidente, volvió a empezar.

En muchos países en desarrollo, las heridas por accidentes de tráfico son una de las principales causas de amputación, junto con la diabetes, las infecciones y los tumores. Asimismo, hay personas que nacieron sin un brazo o una pierna, mientras que otras han sido víctimas de las minas terrestres. La Organización Mundial de la Salud (OMS) calcula que 30 millones de habitantes de países en desarrollo necesitan miembros ortopédicos u otra clase de prótesis. Sin embargo, a menudo, no pueden permitírselo. A esto se añade que en sus países a menudo faltan expertos, material y centros especializados.

Recientemente muchos especialistas han empezado a poner sus esperanzas en las impresoras 3D. Entre ellos se encuentran los del hospital CoRSU, donde un técnico protésico escanea el muñón de Gwokyalya. Utilizando un dispositivo del tamaño de una mano, toma una imagen del punto de la amputación. Los resultados aparecen simultáneamente en la pantalla de un ordenador portátil. Gowkyalya observa con atención cada movimiento. Es una de los alrededor de 100 pacientes de Uganda que participan en un estudio clínico en este centro, que abrió sus puertas en 2009 con la ayuda de donaciones de países de todo el mundo. Sus técnicos protésicos —en colaboración con la ONG canadiense Nia Technologies y la Universidad de Toronto— llevan dos años probando encajes protésicos producidos con una impresora 3D.

El encaje es la pieza que conecta el miembro protésico con el muñón y se tiene que diseñar a propósito para cada paciente. Antes, esto requería un proceso largo y complejo que incluía la elaboración de un molde de yeso. La posibilidad de escanear muñones e imprimir encajes puede contribuir a hacer más eficaz la labor de los cuatro técnicos protésicos del hospital CoRSU y permitirles ayudar a más personas con amputaciones.

La tecnología es muy sencilla. Cuando el técnico ha escaneado el muñón, el modelo 3D se adapta en la pantalla del ordenador antes de mandarlo al impresor mediante un programa especial. Al cabo de unas horas, el ajuste impreso está acabado y se puede conectar a un miembro ortopédico de plástico proporcionado por Cruz Roja u otro proveedor.

Gwokyalya asegura que solo hicieron falta unas hora para tener lista su nueva pierna artificial. No era su primera prótesis. La primera la había comprado con el dinero que había conseguido reunir poco a poco, pero pesaba mucho y le hacía demasiado daño. Al final dejó de usarla y la sustituyó por unas muletas. Su nueva prótesis, en cambio, es mucho más cómoda y ligera. “Estaba feliz de poder volver a caminar”, cuenta. Para ella, el hecho de que su pierna recién estrenada fuese una de las primeras salidas de una impresora 3D en Uganda no tenía importancia.

Hace tiempo que los avances en la tecnología 3D comenzaron a cambiar radicalmente la asistencia sanitaria. Los médicos pueden crear modelos digitales de órganos y tumores e imprimir férulas para brazos o dedos. El verano pasado, los investigadores de la Universidad ETH de Zúrich (Suiza) produjeron el primer corazón artificial blando de silicona utilizando el procedimiento de impresión en 3D, si bien el órgano artificial solamente aguantó 3.000 latidos. En el futuro es posible que la tinta viva elaborada a partir de polímeros y células del paciente permita la impresión de tejido y órganos humanos.

En lo que se refiere a las prótesis, la tecnología es mucho más sencilla y ofrece diversas ventajas frente a los métodos tradicionales. El mero hecho de escanear los muñones en vez de recubrirlos de yeso tiene el beneficio añadido de ser menos traumático para los niños. Además, en los países en desarrollo, los técnicos pueden acudir a las zonas más apartadas y llevar a cabo escaneos allí mismo. En vez de cargar con un modelo de yeso, no tienen más que llevarse el modelo digital 3D guardado en el ordenador o mandarlo a través de Internet. En teoría, después se puede adaptar digitalmente e imprimir en cualquier lugar del mundo.

“Esto nos permite llevar posibilidades de rehabilitación a zonas en las que, hasta ahora, la gente no tenía acceso a ellas”, afirma Jérôme Canicave. Este técnico protésico francés trabaja como asesor para Handicap International, una organización humanitaria que ayuda a las personas con discapacidades de todo el mundo y que, desde 2016, realiza un estudio piloto en el que participan 19 pacientes de tres países. Canicave es el director del proyecto y supervisa digitalmente el ajuste de los miembros ortopédicos en Siria. “Se trata de una tecnología particularmente útil en las emergencias humanitarias”, asegura. También cree que, sumada al aumento del número de técnicos especialistas y de puntos de producción, puede ser parte de la solución en zonas que no cuentan con la asistencia adecuada.

Handicap International encargó las piezas a la empresa ProsFit, con sede en Bulgaria, que imprimió los ajustes para la prótesis para la parte inferior de la pierna en Gran Bretaña utilizando una máquina industrial puntera que vale cientos de miles de euros. La calidad de los ajustes era mejor que la de los producidos con métodos convencionales, declara Canicave, y a los pacientes les resultaban mucho más cómodos.

Sin embargo, las piezas elaboradas empleando impresoras 3D más baratas eran de calidad bastante inferior. Además de inestables, solían romperse enseguida, cuenta el especialista. Los pacientes siguen sin poder llevarlas puestas mucho tiempo. Joan Gwokyalya tenía el mismo problema. Su prótesis se rompió al cabo de tan solo tres semanas, aunque ella tuvo suerte de no hacerse daño cuando falló. Aun así, las prótesis siguen siendo un peligro considerable para las personas con amputaciones, ya que, si se les rompen, pueden caerse y herirse. De hecho, la falta de estabilidad es el mayor problema de los ajustes producidos utilizando impresoras 3D.

“Producir una pierna ortopédica no significa que se pueda utilizar para caminar. Y si se puede, no significa que vaya a durar más de medio año”

El técnico protésico Uli Maier es extremadamente escéptico en relación con la euforia que rodea a la impresión 3D de estas piezas. Maier trabaja para Otto Bock, una de las mayores empresas de tecnología médica del mundo. “Tiene unas posibilidades asombrosas”, asegura, pero le preocupan los técnicos, muchos de ellos sin una formación especializada en ortopedia, que proclaman que los miembros artificiales se pueden imprimir en un par de horas.

“Producir una pierna ortopédica no significa que se pueda utilizar para caminar. Y si se puede, eso no significa que vaya a durar más de medio año”, sentencia. Los distintos materiales que emplean las impresoras 3D baratas siguen siendo demasiado frágiles.

Maier es miembro de un equipo de siete personas dedicado a investigar la impresión de prótesis para la parte inferior de la pierna. Los primeros productos que obtuvieron resistieron algunas pruebas, pero aún no están listos para salir al mercado. “Todavía no estamos en condiciones de imprimir piernas ortopédicas que cumplan los requisitos de resistencia”, concluye.

No todas las innovaciones en ortopedia se centran en los artículos médicos de alta calidad. También hay técnicos que han ideado nuevos inventos con la esperanza de imprimirlos sin que sean demasiado caros. Karim Abbas, estudiante de Ingeniería Médica de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Aquisgrán (Alemania), es uno de ellos. Para su tesis de licenciatura, ha desarrollado una prótesis mecánica para personas que han perdido una mano. Su prototipo es un simple asidor y su objetivo es que su producción no cueste más de 150 euros.

“No obstante, el aspecto visual es fundamental para las personas que lo llevan”, añade el ingeniero. Un equipo de estudiantes trabaja actualmente en una mano de cinco dedos y esperan sacarla al mercado a través de un establecimiento de artículos médicos de Marruecos. El equipo también ha creado una mano inerte con una finalidad exclusivamente estética.

En todo el mundo existe un buen número de pequeñas iniciativas baratas que, al igual que la de Abbas, no guardan relación con un estudio científico. La más conocida es la llamada e-NABLE. Hace cinco años, el artista estadounidense Ivan Owen utilizó una impresora 3D para producir una mano para un chico sudafricano. Se trataba de un miembro exclusivamente mecánico, pero no era caro y parecía una fantasía de ciencia ficción que alguien hubiese imaginado.

La mano señaló el comienzo del movimiento Enabling the Future, una red informal de miles de personas de todo el mundo que utilizan impresoras 3D para producir manos ortopédicas baratas. Los voluntarios que tienen acceso al equipo técnico se ponen en contacto con las personas que necesitan la prótesis a través de una página web. Los niños, que tienen que cambiarla a menudo porque están creciendo, pueden elegir sus diseños favoritos, y los costes son insignificantes.

“Las manos de e-NABLE van muy bien para motivar a los niños”, explica Maier, “pero en lo que se refiere a la funcionalidad y la estabilidad, son más bien limitadas”. Al ser exclusivamente mecánicas y estar hechas de plástico no se pueden comparar con los artículos médicos diseñados para recuperar la función de asir, asegura. “No todas las prótesis son iguales”, dictamina. Con todo, añade, el hecho de que la impresión 3D haga posible poner en contacto a las personas que quieren ayudar con las que necesitan ayuda es valioso, al igual que el hecho de que todas ellas colaboren para encontrar una solución.

En Uganda, el objetivo es producir piernas ortopédicas fuertes y duraderas. Los técnicos del país trabajan con impresoras que cuestan unos 2.500 euros y con un programa desarrollado específicamente para el proyecto. La solución definitiva tiene que ser viable, fiable y asequible, y todavía queda un largo camino por recorrer hasta que se cumplan estos tres criterios. A veces, hay cortes eléctricos y la impresora se para a medio imprimir. Además, como a las prótesis, todavía les falta suficiente resistencia, los participantes en el estudio solo pueden llevarlas cuatro semanas. Después, les facilitan gratuitamente una prótesis convencional.

Ahora, Joan Gwokyalya puede usar su nueva pierna ortopédica para andar distancias cortas. Ha vuelto a poder cargar bidones de agua y a agacharse para lavar la ropa. “Además, puedo volver a llevar a mi hijo en brazos”, dice con una sonrisa. El pequeño Jeremiah, de ocho meses, está sentado en su regazo en la vivienda de una sola habitación, situada a pocos pasos de una de las principales vías de circulación. Las mototaxis no dejan de pasar a toda velocidad. Gwokyalya todavía les tiene miedo, pero las utiliza cuando las necesita. Con la ayuda de su recién estrenada pierna, puede abrirse paso en su nueva vida.