Impresión 3D revoluciona la precisión en tratamientos de radioterapia

En radioterapia se utilizan varios tipos de bolus, cuya elección depende de factores como ubicación del tumor, profundidad de la radiación necesaria y características del paciente. Algunos son de plásticos o de silicona, y otros de materiales más suaves como la espuma. Aunque los más utilizados comercialmente están hechos de compuestos como la parafina (derivada del petróleo), algunos no se adhieren correctamente a la anatomía del paciente y generan espacio de aire que afectan la dosimetría en la entrega del tratamiento.

La impresión 3D ha cambiado drásticamente este panorama, pues su tecnología permite crear bolus personalizados que se adaptan con precisión a la anatomía única de cada paciente mejorando la distribución de la radiación y minimizando el daño a los tejidos circundantes.

Es aquí donde aparece la experiencia y habilidad de Karen Marcela Carrillo Chacón, magíster en Física Médica de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), quien, interesada en llevar esta tecnología a otro nivel, trabajó en el Instituto Nacional de Cancerología (INC) en la primera impresora 3D, adquirida recientemente.

La investigadora tuvo que aprender a configurar todo desde cero y probó dos nuevos materiales que han resultado muy prometedores en la elaboración de los bolus impresos en 3D: el acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), utilizado en la industria automotriz y de dispositivos electrónicos, y el ácido poliláctico (PLA), empleado en envases biodegradables y productos textiles o quirúrgicos.

Para ello, imprimió cientos de láminas que se probaron en un acelerador lineal, instrumento encargado de aplicar radiación a las células cancerígenas del paciente.

“Utilicé distintos porcentajes de impresión, es decir la cantidad de material utilizado por cada una de las láminas: cuanto más se use menores van a ser los espacios que queden cubiertos en la piel, que es el principal problema de los materiales comerciales”, asegura.

Estos se pusieron a prueba en tres técnicas de radioterapia: (i) con fotones, partículas fundamentales que pueden penetrar más profundamente el cuerpo, por lo que se usan para tumores más complejos, (ii) con electrones, partículas con carga negativa cuyo poder de penetración es más bajo que el de los fotones y se emplean para destruir células cancerígenas superficialmente, y (iii) en braquiterapia, donde se utiliza el isótopo radioactivo iridio-192 y que consiste en poner pequeñas fuentes de radiación dentro del cuerpo y cerca del tumor.

“El porcentaje de impresión en el que las láminas son más similares a los bolus comerciales en las radioterapias debe ser de un 60 % para la técnica de fotones con el material ABS, y en un 40 % para el PLA. Por otro lado, para la técnica de electrones el porcentaje aumenta a un 80 % para ambos materiales, y en la braquiterapia se sugiere un 60 %”, afirma.

Añade que “cada institución debe configurar y poner a prueba su impresora 3D, ya que el porcentaje dependerá del tipo de máquina y sus indicaciones y de cómo se fabriquen las láminas; en este caso se hicieron con hexágonos –como un panal–, lo que permitía determinar el porcentaje de impresión, pero es probable que en otros lugares se manejen cubos u otras figuras.

En el país solo se conocen dos hospitales que tienen una impresora 3D, uno es en Tunja (Boyacá), en donde están muy avanzados en este tema, por lo que los profesionales de esa institución le brindaron a la investigadora asesoría y ayuda para configurar la caracterización dosimétrica de los bolus impresos en 3D.

“Es importante que la impresora ofrezca el mejor servicio, pues por tratarse de un tema de ensayo y error se podría necesitar una mayor cantidad de material si el equipo no está bien configurado. Se puede dar el caso en que se dejen imprimiendo las láminas durante 12 horas y luego darse cuenta de que todo se dañó en algún momento”, indica.

Otra ventaja que ofrece esta tecnología es trabajar de manera más específica para cada paciente, ya que las formas de cada uno son distintas, especialmente en partes como la cara o los senos (lugares que son muy comunes para aplicar las dosis), por lo que la impresión 3D permite moldear las dimensiones y facciones de las personas, y por ende es más precisa en la administración de la radioterapia y braquiterapia.