Modelos biomecánicos avanzados para la cirugía maxilofacial pediátrica

El proyecto BIOMOD –“Development of advanced biomechanical models for the planning and improvement of surgical practice applied to cleft lip and palate maxillofacial surgery» – ha sido uno de los proyectos financiados dentro de la convocatoria de proyectos colaborativos del Plan Complementario de Biotecnología Aplicada a la Salud – Next Generation.

Se trata de un proyecto multidisciplinar, coordinado por el Dr. Salvador Borrós y el Dr. Robert Texidó, del Grupo de Ingeniería de Materiales (GEMAT) de IQS, donde también participan el Dr. Guillermo Reyes y el Dr. Josep Mª Puigoriol del Grupo de Ingeniería de Productos Industriales (GEPI) , expertos en desarrollo de modelos 3D en elementos finitos , así como los equipos médicos del Hospital Sant Joan de Déu y del Hospital Universitario Virgen de las Nieves de Granada.

Una solución para mejorar la compleja cirugía maxilofacial pediátrica

Una de las malformaciones congénitas de cabeza y cuello más frecuente es la fisura labio palatina, con una incidencia de afectación de 1 cada 700-1000 bebés. Se trata de un defecto que se manifiesta por una apertura uni o bilateral en el labio superior, con diferentes tipos y severidades de afectación. La reconstrucción quirúrgica de las distintas estructuras anatómicas se realiza de manera protocolizada mediante un injerto alveolar, con el objetivo de restituir la continuidad anatómica del arco óseo, de manera que se cierren las fístulas oronasales y se dé soporte óseo a la nariz. El éxito en la osteointegración del implante alveolar después de la intervención.

El estudio biomecánico de este escenario es muy complejo y los modelos 3D de planificación quirúrgica actuales no permiten estudiar este comportamiento de manera que se pueda relacionar con la mencionada osteointegración.

El proyecto BIOMOD nace con el propósito de desarrollar modelos biomecánicos avanzados de la zona maxilar, para mejorar tanto la práctica quirúrgica como los implantes utilizados en la cirugía maxilofacial pediátrica de fisura labio palatina. Así, el proyecto contempla utilizar modelos 3D basados en elementos finitos, obtenidos a través de una imagen médica de pacientes y que se optimizarán a través de la caracterización del comportamiento viscoelástico de los tejidos del cuerpo humano. Con estos modelos se estudiará la afectación de los parámetros biomecánicos en la osteointegración del implante utilizado en las intervenciones de fisura labio palatina, de manera que al finalizar el estudio se pueda controlar el nivel de integración a través de su diseño.

Para conseguirlo, se pone en marcha un equipo multidisciplinar formado por expertos clínicos en el ámbito maxilofacial (HSJD, HUVN), expertos en cálculos de ingeniería e impresión 3D con elementos finitos (grupo GEPI de IQS) y expertos en caracterización y fabricación de biomateriales (grupo GEMAT de IQS).

Este nuevo modelo biomecánico permitirá no solo predecir el comportamiento biomecánico de la región de interés (zona maxilar) para intervenciones de cirugía labio palatina, sino que también se podrá utilizar en otras intervenciones maxilofaciales, estableciendo correlaciones de factores como son la osteointegración, el tiempo de intervención, el tiempo de recuperación, efectos adversos del proceso postoperatorio, etc.

Disponer de un modelo biomecánico avanzado, con las características del que se quiere desarrollar, permitirá abrir la puerta al diseño de implantes con materiales avanzados y geometrías personalizadas, que permitan su mejor integración.

Este proyecto ha sido financiado por la Unión Europea NextGeneration EU, dentro del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia (PRTR-C17.I1). Plan Complementario de Biotecnología aplicada a la Salud.