Models biomecànics avançats per a la cirurgia maxil·lofacial pediàtrica

El projecte BIOMOD –  “Development of advanced biomechanical models for the planning and improvement of surgical practice applied to cleft lip and palate maxillofacial surgery” – ha estat un dels projectes finançats dins la convocatòria de projectes col·laboratius del Pla Complementari de Biotecnologia Aplicada a la Salut – Next Generation.

Es tracta d’un projecte multidisciplinar, coordinat pel Dr. Salvador Borrós i el Dr. Robert Texidó, del Grup d’Enginyeria de Materials (GEMAT) d’IQS, on també hi participen el Dr. Guillermo Reyes i el Dr. Josep Mª Puigoriol del Grup d’Enginyeria de Productes Industrials (GEPI), experts en desenvolupament de models 3D en elements finits, així com els equips mèdics de l’Hospital de Sant Joan de Déu i de l’Hospital Universitari Virgen de las Nieves de Granada.

Una solució per millorar la complexa cirurgia maxil·lofacial pediàtrica

Una de les malformacions congènites de cap i coll més freqüents és la fissura de llavi palatina, amb una incidència d’afectació d’1 de cada 700-1000 nadons. Es tracta d’un defecte que es manifesta per una obertura uni o bilateral en el llavi superior, amb diferents tipus i severitats d’afectació. La reconstrucció quirúrgica de les diferents estructures anatòmiques es realitza de manera protocol·litzada mitjançant un empelt alveolar, amb l’objectiu de restituir la continuïtat anatòmica de l’arcada òssia, de manera que es tanquin les fístules oronasals i se n’aporti un suport ossi al nas. L’èxit en l’osteointegració de l’implant alveolar després de la intervenció depèn de la senyalització biomecànica, es a dir, de la distribució de tensions i deformacions al voltant de l’implant.

L’estudi biomecànic d’aquest escenari és molt complex i els models 3D de planificació quirúrgica actuals no permeten estudiar aquest comportament de manera que es pugui relacionar amb l’esmentada osteointegració.

El projecte BIOMOD neix amb el propòsit de desenvolupar models biomecànics avançats de la zona maxil·lar, per millorar tant la pràctica quirúrgica com els implants utilitzats en la cirurgia maxil·lofacial pediàtrica de fissura llaví palatí. Així, el projecte contempla emprar models 3D basats en elements finits, obtinguts a través d’imatge medica de pacients i que s’optimitzaran a través de la caracterització del comportament viscoelàstic dels teixits del cos humà. Amb aquests models s’estudiarà com els paràmetres biomecànics afecten l’osteointegració de l’implant usat en les intervencions de fissura llavi palatí, de manera que en acabar l’estudi es pugui controlar el nivell d’integració a través del seu disseny.

Per aconseguir-ho, es posa en marxa un equip multidisciplinari format per experts clínics en l’àmbit maxil·lofacial (HSJD i HUVN), experts en càlculs d’enginyeria i impressió 3D amb elements finits (grup GEPI d’IQS) i experts en caracterització i fabricació de biomaterials (grup GEMAT d’IQS).

Aquest nou model biomecànic permetrà no només predir el comportament biomecànic de la regió d’interès (zona maxil·lar) per a intervencions de cirurgia llavi palatina, sinó que també es podria fer servir en altres intervencions maxil·lofacials, establint correlacions de factors com són l’osteointegració, el temps d’intervenció, el temps de recuperació, efectes adversos del procés postoperatori, etc.

Disposar d’un model biomecànic avançat, amb les característiques del que es vol desenvolupar, permetrà obrir la porta al disseny d’implants amb materials avançats i geometries personalitzades, que permetin la seva millor integració.

Projecte finançat per la Unió Europea NextGeneration EU, dins del Pla de Recuperació, Transformació i Resiliència (PRTR-C17.11). Pla Complementari de Biotecnologia aplicada a la Salut.