Prometedores resultados de pacientes pediátricos de traqueobroncomalacia con instrumentos de diseño personalizado 3D en la U-M

ANN ARBOR, Michigan -. Kaiba era un recién nacido cuando comenzó a volverse azul debido a que sus pequeños pulmones no estaban recibiendo el oxígeno que necesitaban. Garrett pasó el primer año de su vida en camas de hospital conectado a un ventilador artificial, siendo alimentado de manera intravenosa porque su cuerpo estaba demasiado débil para absorber los alimentos. El corazón del bebé Ian se detuvo antes de que éste cumpliera los seis meses de edad.

Los tres bebés compartían la misma condición: una forma terminal de traqueobroncomalacia, que hace que la tráquea colapse periódicamente e impide la respiración normal.

No había cura y-esperanza de vida era sombría.

Los tres chicos se convirtieron en los primeros en el mundo en beneficiarse de innovadores dispositivos impresos de 3D, que ayudaron a mantener las vías aéreas abiertas, restaurando la respiración y salvando sus vidas en el Hospital C.S. Mott de Niños de la Universidad de Michigan.

Los investigadores han seguido de cerca su caso para ver qué tan bien las los dispositivos –que son biorearsobibles- han funcionado en los tres pacientes, y publicaron los resultados en la edición de Science Translational Medicine esta semana.

“Estos casos abrieron nuevos caminos para nosotros porque pudimos usar impresión tridimiensional para diseñar un dispositivo que restauró con éxito la respiración a través de un procedimiento que nunca se había hecho antes”, dijo Glenn Green, MD, profesor asociado de otorrinolaringología pediátrica en Hospital C.S. Mott de Niños.

“Antes de este procedimiento, los bebés con traqueobroncomalacia severa tenían pocas posibilidades de sobrevivir. Hoy en día, nuestro primer paciente Kaiba es un niño activo y saludable de 3 años de edad, en kindergarten y con un futuro brillante. El dispositivo funcionó mejor de lo que podíamos haber imaginado. Hemos sido capaces de replicar con éxito este procedimiento y hemos estado siguiendo a los pacientes de cerca para ver si el dispositivo está haciendo lo que debe hacer. Hemos encontrado que este tratamiento sigue demostrando ser una opción prometedora para niños que enfrentan esta condición potencialmente mortal que no tiene cura”.

Los resultados sugieren que el tratamiento temprano de la traqueobroncomalacia puede prevenir las complicaciones del tratamiento convencional, como una traqueotomía, hospitalización prolongada, ventilación mecánica, paros cardíaco y respiratorios, la mala absorción de alimentos y malestar. Ninguno de los dispositivos, que fueron implantados los pacientes de 3, 5 y 16 meses causó ningún tipo de complicaciones.

Los resultados también muestran que los pacientes fueron capaces de llegar fuera de ventiladores y ya no necesitaban paralíticos, narcóticos y sedantes. Los investigadores observaron mejoras en múltiples órganos y sistemas. Los pacientes fueron relevados de las proteínas que causan inmunodeficiencia que les impedían la absorción de los alimentos de manera que ya no necesitaban la terapia intravenosa.

Kaiba Gionfriddo se convirtió en noticia nacional cuando se convirtió en el primer paciente de beneficiarse del procedimiento en el 2012 a la edad de 3 meses, y el procedimiento se repitió con Garrett Peterson y Ian Orbich, quienes tenían 16 y 5 meses respectivamente. El uso de la impresión en 3D, Green y su colega de Scott Hollister, Ph.D., profesor de ingeniería biomédica y de ingeniería mecánica y profesor asociado de cirugía en la U-M, fueron capaces de crear e implantar férulas traqueales personalizadas para cada paciente. El dispositivo fue creado directamente de las tomografías computarizadas de sus tráqueas, integrando un modelo informático basado en imágenes con la impresión en 3D basado en láser para producir la férula.

Las férulas fueron colocadas en los tres pacientes Hospital de Niños C.S. Mott. La férula se cosieron alrededor de las vías aéreas para ampliar la tráquea y los bronquios y darle un esqueleto para ayudar el crecimiento adecuado. La férula está diseñada para ser reabsorbido por el cuerpo con el tiempo.

Los médicos recibieron un permiso de emergencia de la Administración Federal de Drogas (FDA por sus siglas en inglés) para realizar los procedimientos.

“Nos quedamos encantados de encontrar que todos nuestros casos hasta el momento han demostrado mejorar la vida de estos pacientes”, dice Green. “El potencial de los dispositivos médicos impresos en 3D para mejorar los resultados de los pacientes es claro, pero necesitamos más datos para poner en práctica este procedimiento en la práctica médica.”

Los autores dicen que no han descartado raras complicaciones de la terapia que aún no se han puesto en evidencia. Sin embargo, Richard G. Ohye, MD, jefe de cirugía cardiovascular pediátrica en C.S. Mott, quién realizó las cirugías, dijo que los casos proporcionan las bases para explorar potencialmente un ensayo clínico que podría ayudar a otros niños con formas menos graves de traqueobroncomalacia en el futuro.

A Kaiba, un curioso niño de 3 años, le encanta jugar con sus hermanos y que vio recientemente a su personaje favorito Mickey Mouse en Disney World gracias a la Fundación Make-a-Wish Foundation, estaba de vuelta en Mott en abril para un chequeo.

La férula se está disolviendo justo como se esperaba y los médicos esperan que con el tiempo, su tráquea reflejará la de sus compañeros, sin signos de la traqueobroncomalacia que casi lo mata como un recién nacido.

“La primera vez que fue hospitalizado, los médicos nos dijeron que no saldría,” su madre Abril Gionfriddo recuerda. “Daba miedo saber que él era el primer niño en tener este procedimiento, pero era nuestra única opción y que le salvó la vida.”

Ahora un enérgico 2 años y medio, con una risa contagiosa, Garrett es capaz de respirar por sí mismo y pasar sus días libres de ventilación mecánica.

Ian, ahora 17 meses de edad, es conocido por sus enormes sonrisas, sus entisiásticos ‘high five’ y por amar para jugar con su hermano mayor, Owen. Ian tenía el procedimiento férula hecho en Mott hace exactamente un año este mes.

“Honestamente estábamos aterrorizados, sólo con la esperanza de que estábamos tomando la decisión correcta”, dijo su madre Meghan Orbich. “Estoy agradecida cada día que esta férula fue desarrollada. Ha significado la vida de nuestro hijo. Estoy segura de que si no hubiéramos tenido la oportunidad de llevar a Ian a Mott, él no estaría aquí hoy con nosotros “.

Para obtener más información:

• Para apoyar esta investigación mediante una contribución al fondo 3D-Printed Airway Splint Fund.
• Video demonstrando la impresión 3D
• Lea (inglés) la entrada en el blog del Dr. Glenn Green  que va detrás de las escenas de lo que llevó a los dispositivos 3D impresa para restaurar la respiración en bebés con traqueobroncomalacia.
• Ver más sobre la historia de Kaiba
• Ver más sobre la historia de Garrett

Autores adicionales: Robert J. Morrison, Scott J. Hollister, Matthew F. Niedner, Maryam Ghadimi Mahani y Richard G. Ohye, todos de la U-M. Albert H. Park, de la Universidad de Utah; Deepak K. Mehta, del Hospital de Niños de Pittsburgh, de la Universidad de Pittsburgh Medical Center.

Financiación: Este trabajo fue financiado en parte por los Institutos Nacionales de Salud (NIH) (subvención R21 HD076370-01) Morrison es apoyado por el NIH subvención T32 DC005356-12.

Divulgación: Hollister y Green han presentado una solicitud de patente relacionada con el dispositivo.

Referencia: “Mitigación de traqueobroncomalacia con 3D-impresos personalizados dispositivos médicos en pacientes pediátricos,” Science Translational Medicine, 29 de abril 2015.