Cuando Mark Weimer superó la confusión de los analgésicos tras una importante cirugía medular, no pensó en cómo se sentía. Pensó en lo que no sentía: el dolor en los cuádriceps que surgía de la parte baja de la espina y que le había acompañado durante un año y medio.

El alivio fue el resultado de una operación de 15 horas del dr. George Frey, que combinó su galardonada metodología de navegación de tornillos pediculares con la adquisición de imágenes 3D y las innovadoras tecnologías de impresión de 3D Systems.

Asociación para beneficiar al paciente

El dr. Frey y su esposa, Heidi, dirigen Mighty Oak Medical en Englewood, Colorado (Estados Unidos) La tecnología FIREFLY® patentada de la empresa proporciona una forma más rápida y sencilla de colocar con precisión tornillos pediculares para las reparaciones de la espina dorsal mientras se navega por zonas anatómicas fundamentales, como la médula espinal, los nervios y los vasos sanguíneos.

Desde el principio, Mighty Oak se ha asociado al equipo de atención sanitaria de 3D Systems junto a Littleton (Colorado).

"Necesitábamos un socio de impresión 3D conocido por la calidad, fiabilidad y experiencia del espacio de los dispositivos médicos", dice Heidi Frey. "3D Systems ha sido un socio excelente a todos los niveles: nos han apoyado, han respondido y se han comprometido con la excelencia".

3D Systems ofrece una suite integral de soluciones sanitarias de precisión, incluidos simuladores de realidad virtual, modelos anatómicos impresos en 3D, instrumentos y guías quirúrgicas específicos de cada paciente. La empresa también fabrica dispositivos médicos impresos en 3D.

Desde finales de 1990, 3D Systems se ha asociado con proveedores de dispositivos médicos que representan una amplia gama de procedimientos para prácticamente todos los aspectos de la anatomía humana. La empresa ha desarrollado soluciones personalizadas para más de 100.000 procedimientos quirúrgicos.

3D printed spine reference model used in the surgery
A personalized anatomical model printed on a 3D Systems SLA (stereolithography) ProX 800 3D printer was used for reference during Mark Weimer's spinal operation.

El camino de un campeón

El dr. Frey estaba en contacto con Mark Weimer a través de su neurocirujano, que había tratado a Weimer desde su primera operación después de que una caída desde un andamio lo dejara parcialmente paralizado en 1984. Weimer se sometió a una artrodesis medular adicional en 2001 para ayudar a corregir la pérdida de fuerza muscular de su brazo derecho.

Tras su lesión y cirugía inicial, Weimer aprovechó una beca de informática para convertirse en especialista de TI de almacenamiento de datos. También siguió persiguiendo su amor por el hockey y se unió a un programa de hockey sobre hielo en Colorado en 1996.

Weimer jugó en el equipo de hockey sobre hielo nacional 2000 en Lake Placid, hogar de la famosa victoria "Miracle on Ice" (milagro en el hielo) del equipo de hockey de Estados Unidos ante Rusia en los Juegos Olímpicos de Invierno de 1980. En 2010, fue capitán del equipo que ganó el campeonato Sled Classic Championship patrocinado por la Liga Nacional de Hockey (NHL). Al año siguiente, fue primera figura del equipo Colorado Avalanche, que obtuvo el campeonato de 2011 National Sled Hockey Championship patrocinado por USA Hockey.

Weimer se retiró tras anotar un gol y una asistencia en el campeonato de 2011. Se convirtió en entrenador para jugadores jóvenes y ha permanecido en forma gracias al ciclismo de manos. Sus logros de hockey se reconocieron al incluirlo en el Salón de la Fama de la fundación Colorado Adaptive Sports Foundation en 2012.

Mark Weimer ganó múltiples campeonatos de hockey sobre hielo paralímpico en su camino al Salón de la Fama de la fundación Colorado Adaptive Sports Foundation.
Mark Weimer ganó múltiples campeonatos de hockey sobre hielo paralímpico en su camino al Salón de la Fama de la fundación Colorado Adaptive Sports Foundation.

Un caso complicado

Desde su accidente, Weimer siempre había sufrido cierto nivel de molestias medulares y nerviosas. Sin embargo, a finales de 2014, comenzó a notar algo nuevo: un dolor intenso en los cuádriceps, junto con problemas intestinales y de vejiga. El neurocirujano de Weimer recomendó al dr. Frey para un reconocimiento más exhaustivo.

"A medida que pasaban los años, la fusión vertebral de Mark y su afección neurológica provocaron que los discos y vértebras debajo de la artrodesis se deteriorasen", dice el dr. Frey. "Esto provocó una mayor compresión de los nervios y la médula espinal, lo que derivó en un dolor neuropático intenso".

La preparación para la cirugía comenzó con un TAC de la espina de Weimer. Los resultados se enviaron a 3D Systems, que realizó una segmentación de datos para extraer una representación 3D de la anatomía espinal de Weimer.

El caso de Weimer era más complejo que la mayoría de cirugías medulares, según el dr. Frey y Chris Beaudreau, director de servicios médicos de 3D Systems.

"Mark tenía crecimiento óseo sobre las barras que se habían insertado en la cirugía anterior", dice el dr. Frey. "Aunque íbamos a retirar las barras, cualquier alteración del hueso que las rodeaba podría afectar a la colocación de las guías FIREFLY, por lo que fue necesario planificar cómo trabajar alrededor de la anatomía".

"Debido a las intervenciones previas, había una cantidad significativa de artefactos de adquisición de imágenes en el TAC que requerían un procesamiento de imágenes médicas intensivo para renderizar el área anatómica de interés en modelos digitales tridimensionales", dice Beaudreau. "También iba a ser una cirugía medular exhaustiva, por lo que en lugar de modelar dos o tres vértebras, teníamos que procesar nueve vértebras, el hueso sacro de la base de la columna y ambas caderas".

Comparación de modelos anatómicos
Los renderizados muestran guías personalizadas específicas del paciente para la colocación de tornillos que permiten al cirujano evitar con seguridad anatomías espinales complejas y fundamentales. En total, se fabricaron 10 guías para la operación de Mark Weimer, cada una diseñada para un cuerpo vertebral concreto. Con las guías en posición, los tornillos se pueden colocar con un alto grado de precisión.

La imagen de la izquierda muestra las guías quirúrgicas colocadas en la anatomía del paciente antes de fijar los tornillos.

La imagen de la derecha muestra la colocación posoperatoria de los tornillos espinales.

Impresión 3D desde el origen

3D Systems envió los modelos 3D de la anatomía espinal de Weimer a Mighty Oak Medical, que los utilizó para diseñar la trayectoria de cada tornillo pedicular y para preparar las guías impresas en 3D que determinarían la colocación exacta de los tornillos en la columna de Weimer.

Con el diseño FIREFLY, 3D Systems imprimió guías con tornillos pediculares para cada vértebra que requería una operación. También se imprimió un modelo óseo anatómico para la planificación preoperatoria y como referencia para el quirófano.

Las guías quirúrgicas y modelos óseos se imprimieron en la ProX® 800 de 3D Systems, un sistema de estereolitografía (SLA) famoso por la impresión de piezas con excelente uniformidad de superficies, resolución de entidades, tolerancias y definición de bordes.

Chuck Hull, el cofundador de 3D Systems, inventó la tecnología de SLA en 1983. La empresa continúa la innovación mediante tecnología, lo que reduce los costos y ofrece facilidad de uso, precisión, capacidad y velocidad aún mayores.

ProX 800 ofrece una amplia gama de materiales para la mayor cantidad de aplicaciones y casos de uso. Para las guías de tornillos y modelo de referencia de Weimer, 3D Systems utilizó un material plástico y un proceso validado que permite esterilizar las piezas para su uso directo en el quirófano.
 

Éxito quirúrgico y recuperación

El dr. Frey operó a Mark Weimer en el Swedish Medical Center de Englewood el 22 de julio de 2016. Cuando Weimer recobró la consciencia, los dolores que sufría recientemente habían desaparecido y los anteriores se habían reducido de forma considerable.

"Mark se está sometiendo a un proceso de rehabilitación riguroso y se recupera correctamente de la artrodesis", dice el dr. Frey, que espera que el periodo de recuperación sea de alrededor de un año.

A los 63, Weimer sigue trabajando en el campo de la TI y practicando ciclismo de manos en su tiempo libre. También disfruta viendo a sus nietos de 9 y 13 años ocupar su lugar en el hielo y formar parte de la siguiente generación de campeones.