1. Fundamento
La topografía de las úlceras producidas en pie diabético puede variar dependiendo del paciente, lo cual se asocia en principio a las diferencias en la profundidad y topografía de la herida (Ghotaslou et al., 2018) (Sicco A. Bus et al., 2021). Los tratamientos actuales
corresponden a apósitos bidimensionales en relación a la superficie de la herida, donde no se tiene en cuenta la complejidad topográfica de la úlcera y la curvatura propia de la región del cuerpo en donde se ubica (Jørgensen et al., 2020) lo que vislumbra la posibilidad de diseñar apósitos 3D, que se ajusten a la herida, y que puedan inducir un proceso de cicatrización adecuado (Glover et al., 2021).
En los últimos años se han desarrollado diferentes sistemas de adquisición de imágenes, como escáneres láser, que han permitido evaluar el comportamiento de la úlcera a partir de estudios de planimetría digital, y permiten digitalizar la herida (Jørgensen et al., 2020). A su vez, las diversas técnicas de bioimpresión 3D permitirían imprimir apósitos tridimensionales a partir de la digitalización de la úlcera, y permitirían obtener un apósito personalizado, los cuales podrán tener en cuenta la topografía de la herida (Glover et al., 2021). A la fecha no se ha definido un protocolo estandarizado que permita obtener apósitos 3D en nuestro país. por esta razón, resulta necesario elaborar un protocolo de escaneo y modelado 3D que facilite el proceso de diseño personalizado de apósitos con fines de bioimpresión.
2. Medidas de bioseguridad
Mientras manipule los equipos de escaneo y bioimpresión, se recomienda hacer uso adecuado de elementos de protección personal como lo son guantes, gorro, tapabocas, gafas protectoras y bata en concordancia con las normas de ingreso a los ambientes donde se encuentren ubicados.
3. Insumos
a. Materiales y equipos o Escáner Einscan H o Equipo de cómputo
o Bioimpresora Rokit Invivo o PLA de diámetro 1,75 mm b. Recursos de software
o ExScan H o SolidWorks o New Creator 4. Procedimiento
a. Puesta en marcha del equipo de escaneo Einscan H
o Haga las respectivas conexiones de los cables de alimentación e interconexión con el computador, como indica el manual del equipo.
Ejecutar el programa ExScan H y observará en la parte superior los datos correspondientes al dispositivo (nombre y fecha de calibración), así como el estado del proceso de escaneo. Previamente a iniciar los escaneos, se recomienda verificar que la calibración haya sido realizada bajo las mismas condiciones lumínicas del recinto en que se va a usar, se debe
tener en cuenta que en este espacio deben estar dispuestas 8 lámparas de luz LED con potencia de 46W y panel de 60*60 cm cada una o su equivalente.
o Una vez calibrado el equipo, pasar a modo escaneo. En pantalla se visualizan los 3 modos de escaneo disponibles: estándar, escaneo de cuerpo y escaneo facial. Seleccionar el modo estándar.
o A continuación, inicie el proyecto; puede iniciar un nuevo proyecto o abrir un proyecto existente. Elija la ubicación del archivo a realizar.
o En la nueva ventana, se seleccionan la textura (texture), modo de alineación (texture) y resolución (high detail). Guarde estos parámetros haciendo clic en apply.
b. Preparación del paciente
o Se debe ubicar el modelo sobre una base horizontal, exponiendo la úlcera a la luz directa del recinto.
c. Escaneo de la úlcera
o Previo al escaneo, en la ventana del programa se observa una vista previa del objeto a escanear. Ubique el escáner de tal forma que se logre apreciar toda la superficie plantar del pie. Una vez visualizada la imagen completa que desea obtener, oprima el botón de iniciar.
o Se inicia el escaneo. Durante este proceso, mueva el escáner sobre la superficie del pie, de modo que pueda capturar la mayor información posible en el área correspondiente a la úlcera, procurando que la distancia siempre sea la adecuada y que no pierda la pista, en cuyo visualizará un mensaje de “Lost track”. Si esto sucede, intente reubicar el escáner para recuperar la pista; en caso de no ser posible, cancele e inicie el proceso nuevamente.
o Cuando haya completado el escaneo, detenga el procedimiento oprimiendo dos veces seguidas el botón de inicio.
d. Refinamiento en el software ExScan H
o Teniendo la imagen digitalizada, proceda a editarla.
Es importante tener en cuenta la siguiente imagen para hacer los respectivos ajustes.
En primer lugar, recorte las áreas sin relevancia, dejando únicamente el cuadrante en el que está localizado la úlcera, en caso de que la ulcera se ubique en el antepie se debe eliminar lo correspondiente al mediopie y retropié, cuando la ulcera este en el mediopie, se debe eliminar el antepie y el retropié, finalmente si esta se ubica en la parte del retropie, se debe eliminar la parte del antepie y medio pie, como se muestra en la imagen a continuación.
o Aplicar enmallado a la imagen; seleccione el tipo de malla Watertight con un nivel de detalle medio.
o Una vez terminado este procedimiento, guarde el archivo en formato stl.
e. Refinamiento en SolidWorks
o En primer lugar, ejecute el programa e importe el archivo como formato Mesh files. Dentro de esta misma ventana, de clic en la casilla de opciones y seleccione importar como conjunto de sólidos
o Una vez completada la importación, seleccione la opción Croquis, localizada en la pestaña homónima; ubique y seleccione una cara de la superficie plana para crearlo.
o Bordee el contorno de la úlcera a 5 mm del borde de esta, utilizando las herramientas de dibujo ubicadas en la parte superior del programa.
Posteriormente, en la pestaña de operaciones seleccione extruir corte, invierta el lado del corte y aplíquelo por toda la figura, para obtener un sólido como el que se muestra en el ejemplo.
o Ubique el sólido de forma lateral y cree sobre el plano que está en esa misma dirección un croquis, y utilizando 4 líneas trace un rectángulo que cubra por completo la superficie de la úlcera, dejando 1 cm adicional a su base. Posteriormente extruya el corte como se explicó anteriormente, de la siguiente forma:
o Proceda a guardar la figura en formato stl.
f. Puesta en marcha de la bioimpresora Invivo
o Encienda el equipo, caliente la cama a 60°C y calibre la impresora como se explica en el manual de usuario, teniendo en cuenta que: la distancia entre el extrusor y la cama debe ser de 25,7 mm y la temperatura del extrusor es de 210°C.
o Espere un momento, mientras la impresora eleva la temperatura del extrusor a la programada y presione “Load” para que inicie el proceso de extrusión de material. Una vez observe que el filamento de PLA sale de forma regular y sea fino, pase a configurar los parámetros de impresión.
g. New Creator
o Ejecute el programa New Creator e importe el archivo guardado anteriormente.
Puede visualizar el objeto importado en la pantalla principal del software; si es necesario, utilice el panel inferior derecho la opción
“rotate” para acomodarlo en los ejes x, y, z de forma que se observe adecuadamente la úlcera en el plano superior. En este mismo panel, desde
la opción “move” centre y fije a la plataforma con los íconos “center” y
“on platform” respectivamente. El sólido se observa de la siguiente forma dentro del programa:
o Seleccione “Slicer” en la barra superior. En la parte derecha se despliega la ventana de ajustes; en la pestaña “extruder” seleccione el tipo de filamento (BIO_PLA) e ingrese en la opción “Setting” al final del panel.
o La acción anterior desplegará una ventana que contiene los parámetros de impresión a configurar. Ajuste los mencionados a continuación. Al finalizar haga clic en ok.
Fill Density 10 %
Infill pattern Concentric
Print speed 30 mm/s
Travel speed 30 mm/s Bottom layer speed 15 mm/s
Infill speed 15 mm/s
Solid infill top Activado Bottom/top thickness 1 mm Infill overlap 30 Filament diameter 1.75 mm
o Ubique el puntero sobre la figura, haga clic derecho y seleccione extruder.
o Haga clic en “Slicing”. Al ejecutar esta acción, en el área de mensajes (parte inferior) aparecerá el tiempo que tarda la impresión.
o Haga clic en guardar, para salvar el G-code generado.
o Diríjase a la pestaña “Connect” en la esquina superior derecha para realizar la conexión entre el software y la bioimpresora. Para esto,
asegúrese que ambos dispositivos se encuentren conectados a la misma red wifi; localice la dirección IP de la impresora y realice la conexión.
o Cargue el archivo generado anteriormente que contiene el G-code a imprimir, haciendo clic en el botón upload.
o Inicie la impresión, haciendo clic en el ícono de la impresora.
Inmediatamente se visualiza que el estado cambia a “imprimiendo” y el avance del proceso.
o En caso de requerirlo, puede cancelar o pausar la impresión haciendo clic en los respectivos botones desde el software.
o Una vez finalice el proceso, retire con precaución la carcasa de la cama de impresión y deje el equipo apagado.
5. Cuidado y mantenimiento
Limpie con un paño humedecido con alcohol las superficies de los equipos después de hacer uso de ellos.
Para limpiar la boquilla del extrusor, programe la temperatura de la boquilla a 210°C y pase de forma delicada un paño seco sobre esta evitando quemaduras.
Limpie con alcohol la placa de vidrio, que se ubica en la cama de extrusión de la bioimpresora INVIVO, después de cada uso.