Una investigación con participación del académico Álvaro Paul evaluó una alternativa a las barras metálicas que se usan para corregir el pectus excavatum en niños y adolescentes. El prototipo conservó su forma en pruebas de laboratorio y, en una simulación de impacto, absorbió una cantidad de energía dentro del rango reportado para costillas humanas.
Cuando el esternón se hunde hacia el interior del pecho, una de las opciones quirúrgicas consiste en colocar una barra curva debajo del hueso para elevarlo y mantenerlo en posición. La técnica, conocida como procedimiento de Nuss, utiliza habitualmente una barra metálica que se retira en una segunda operación, por lo general entre dos y tres años después.
Un equipo de investigación evaluó si una barra impresa en 3D con polieteretercetona (PEEK), un polímero que ya se utiliza en otros tipos de implantes, podía aportar la rigidez necesaria para sostener el esternón y flexionarse cuando recibe una carga. El estudio fue publicado en la revista Surgical Innovation por Lukas Wolff, Javier Castro, Ilan Rosenberg, Patricio Herrera y Álvaro Paul, académico de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas.
Paul es el autor de correspondencia del artículo y participó en el diseño de la metodología, el análisis de los datos y la supervisión del trabajo. Wolff, primer autor del estudio, también figura afiliado a la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la UA.
¿Cómo se puso a prueba la barra?
El equipo montó el prototipo sobre soportes que reproducían la sujeción de la barra dentro del tórax. Luego lo sometió a ensayos de flexión y a series de 200, 500 y 1.000 ciclos de carga. En las condiciones ensayadas, la barra mantuvo su integridad y su rigidez. Al terminar las pruebas, los autores reportaron que «no se observó deformación permanente visible en las barras ensayadas» (traducción del artículo).
La respuesta del material se estabilizó tras los primeros ciclos. Esto importa porque, una vez colocada, la barra queda sometida a cargas repetidas asociadas a la respiración y a los movimientos cotidianos. Los resultados describen su comportamiento dentro del rango y el número de ciclos ensayados.
En una simulación por computador, los investigadores reprodujeron un impacto frontal para estudiar cómo se flexionaría la barra ante una carga brusca. El modelo estimó que el prototipo absorbió 14,55 julios, un valor dentro del rango reportado en estudios previos sobre la flexión de costillas humanas bajo cargas dinámicas.
¿Qué es lo que falta evaluar en pacientes?
El artículo señala que el PEEK podría facilitar el seguimiento con imágenes al evitar las distorsiones asociadas al metal. Para saber cómo se comporta durante los años que debe sostener el esternón, los autores plantean realizar «ensayos clínicos prospectivos que comparen los resultados de la barra de PEEK con los de las barras metálicas» (traducción del artículo). Esos estudios permitirían evaluar su seguridad, su eficacia para mantener la corrección y su desempeño a largo plazo.
La gracia que tiene es que este tipo de tecnología ha empezado a reemplazar implantes metálicos que generan un montón de problemas de salud en los pacientes, sobre todo a uso a largo plazo”.
Álvaro Paul, investigador en Ingeniería