REVISIÓN SISTEMÁTICA
Aplicaciones de la
fabricación aditiva en el campo de la medicina (2010 -2025)
Impact
of additive manufacturing in the field of medicine (2010 -2025)
Fernando Olivert Pantoja
Payajo1 
,
Joseph Luis Rodriguez Bermudez1* ,
Edinson
Andy Terrones Rosas1 ,
Ronan Wilfredo Ventura Guanilo1
1 Facultad
de Ingeniería, Universidad Nacional de Trujillo. Av. Juan Pablo II s/n – Ciudad
Universitaria, Trujillo, Perú.
RESUMEN
En
este artículo de revisión se analiza el impacto de la fabricación aditiva en el
área de la medicina. En un contexto donde la personalización de tratamientos y
el avance de tecnologías de impresión 3D están transformando el ámbito clínico,
se identifican sus aplicaciones en el área medicinal. El objetivo principal fue
explorar cómo esta tecnología está revolucionando el área de la medicina y lo
que se quiere lograr a futuro. Para esta investigación se basó mediante el uso
de la metodología PRISMA, en una revisión sistemática de estudios recientes
sobre la fabricación aditiva o impresión 3D en el campo de la medicina. Entre
los principales hallazgos, se evidenció que ésta permite una mayor precisión en
los tratamientos, ha facilitado el aprendizaje anatómico, y logra reducir los
tiempos de operación. Finalmente, se concluyó que la fabricación aditiva
representa una herramienta innovadora y con gran potencial para el desarrollo
de la medicina.
Palabras Clave: fabricación
aditiva, medicina, impresión 3D.
ABSTRACT
This review article
analyzes the impact of additive manufacturing in medicine. In a context where
personalized treatments and the advancement of 3D printing technologies are
transforming the clinical field, its applications in the medical field are
identified. The main objective was to explore how this technology is
revolutionizing medicine and what is expected to be achieved in the future.
This research was based on the use of the PRISMA methodology and a systematic
review of recent studies on additive manufacturing or 3D printing in medicine.
Among the main findings, it was evident that it allows for greater precision in
treatments, has facilitated anatomical learning, and achieves reduced operating
times. Finally, it was concluded that additive manufacturing represents an
innovative tool with great potential for the development of medicine.
Keyboard: additive
manufacturing, medicine, 3D printing.
1. Introducción
Actualmente,
las organizaciones enfrentan desafíos significativos en la adopción plena de la
manufactura aditiva, una tecnología disruptiva que promete transformar los
procesos de producción industrial. Aunque ofrece ventajas evidentes en términos
de flexibilidad de diseño y eficiencia de material, la optimización de los
procesos de impresión 3D sigue siendo un problema clave para asegurar la
calidad y precisión de los productos manufacturados (Díaz-Martínez, et al.
2024).
Asimismo,
la fabricación aditiva ha sido desarrollada para mejorar la planificación y
asignación de órdenes en la producción industrial, con el objetivo de optimizar
la eficiencia operativa y reducir tiempos muertos. Estas tecnologías permiten
coordinar la ejecución simultánea de distintos pedidos mediante enfoques como
subastas combinatorias, lo cual se traduce en un uso más eficaz de la
plataforma de impresión y menor desperdicio de recursos. Actualmente, son cada
vez más utilizadas en entornos de fabricación avanzada, permitiendo a las
empresas no solo racionalizar su flujo productivo, sino también mejorar la toma
de decisiones al analizar grandes volúmenes de datos sobre demanda, tipos de
piezas y capacidades técnicas. (Anton Heredó, 2024)
La
conocida como impresión 3D o fabricación aditiva, según los autores Vivas,M.R.
et al. (2024), la define como: La construcción de modelos por medio de la
añadidura de material capa a capa, dando lugar a la creación de estructuras
complejas, estas no podrían ser elaboradas por sustracción desde una pieza de
materia prima. En la actualidad ya existen múltiples opciones en lo que refiere
a técnicas y materiales, variando en sus propiedades mecánicas, acceso, tiempos
y costos.
En el caso del
campo de medicina, la fabricación se realiza, según los autores César-Juárez et
al.(2018): “a partir de un archivo cuyo fundamento estructural es un modelo
tridimensional virtual viable se necesitan los estudios de imagen de un
paciente para elaborar un molde personalizado”. Allí el modelo no es sino la
representación digital de lo que se planea imprimir mediante algún programa
computarizado para modelar.
Además, la tecnología de la fabricación aditiva en el área de la
medicina se ha empleado, según Naranjo,M. y Guevara, B. (2024), en donde con el
uso de la tecnología CAD/CADM se ha podido fabricar estructuras
tridimensionales con imitación anatomofuncional. Este descubrimiento, se logró
gracias a métodos como resonancias, tomografías y otras acciones radiográficas.
Y
podemos decir que en la aplicación práctica, ofrece soluciones que impactan
positivamente. Según Naranjo,M. y Guevara, B. (2024). Cada año las alternativas
de aplicación que ofrece la impresión 3D son variadas. En su investigación
documental reportaron avances en ámbitos como: modelos anatómicos para la
pre-operacion; ingeniería de tejidos; regeneración de tejidos; regeneración de
cartílagos y tendón; odontología; materiales antimicrobianos.
Por
todo ello consideramos importante revisar, a la actualidad de este artículo,
cuales son los impactos de la impresión 3D. Sobretodo entendiendo su
implementación en la mejora de la eficiencia para abastecer en los diferentes
suministros que necesita el área de la salud
Por
ello encontramos múltiples antecedentes que manejan este tema. Con la mira en
nuestro objetivo de identificar las diferentes áreas de mejora de la
fabricación aditiva en la medicina.
Por
ejemplo, como ya hemos mencionado, en el año 2024 Naranjo,M. y Guevara, B.
encontraron en su investigación que las tecnologías de fabricación aditiva han
permitido que las estrategias médicas sigan innovando, tanto en el
entrenamiento quirúrgico como en el ámbito de las prótesis y prototipos.
De la
misma manera (Ventola, 2014) explica cómo el uso de la fabricación aditiva ha
transformado notablemente el campo de la medicina moderna. Nos menciona que
mediante el uso de este proceso se pueden crear prótesis personalizadas, modelo
anatómicos para planificaciones quirúrgicas y dispositivos médicos en general,
generando una mejora significativa con respecto a la eficiencia en los
procedimientos clínicos.
Asimismo,
( Advances, 2023) analiza el uso de la impresión 3D para la fabricación de
implantes personalizados tanto metálicos como poliméricos con estructuras
porosas controladas. Ellos indican que la implementación de esta tecnología
permite diseñar diseños anatómicos compatibles con el cuerpo humano, reduciendo
desperdicios de materiales y mejorando la biocompatibilidad de los implantes en
áreas como ortopedia y odontología.
Siguiendo
esta línea de investigación, este análisis sistemático tiene como objetivo
identificar los impactos clínicos más significativos. Ventajas técnicas y
desafíos de la producción aditiva en el campo de la medicina. Esta revisión se
compone de 4 secciones: Metodología, Resultados, Debate y Conclusiones, todo
ello con el objetivo de dar respuesta a nuestra interrogante de estudio.
2. Metodología
2.1.
Materiales y métodos
En
este estudio, realizaremos un repaso bibliográfico utilizando la guía PRISMA
2020. Esta metodología proporciona pasos definidos y reconocidos a nivel
mundial para examinar estudios de manera sistémica, con el fin de prevenir
perjuicios al seleccionar y sintetizar los trabajos incluidos (Page MJ et al.,
2021)
Además,
PRISMA 2020 incorpora diagramas de flujo, que facilitan la visualización visual
de cómo se escogieron los estudios: la cantidad de artículos encontrados,
descartados y aceptados. Estos esquemas incrementa la claridad y la excelencia
laboral (Rethlefsen ML et al., 2022)
La
implementación de PRISMA garantiza que los resultados logrados posean un
respaldo científico robusto y sean más fiables.
PRISMA significa
"Items Recomendados para Reporting for Systematic Reviews and
Meta-Analyses". En 2020, se realizó una actualización para
incrementar su claridad y ajustar la metodología a las revisiones
contemporáneas. Incorpora una serie de 27 aspectos que abarcan todas las fases:
desde la búsqueda y elección de artículos hasta la elaboración de resultados
(Page MJ et al., 2021)
En
esta investigación se formuló la siguiente pregunta: ¿Cómo se está
aplicando la impresión 3D o fabricación aditiva en el ámbito de la salud?
2.1.1. Criterios de inclusión y exclusión
Los
criterios de inclusión que se tomaron en cuenta en este estudio fueron los
siguientes: se consideraron los trabajos que se publicarán entre 2010 y 2025.
Además,
se tomó en cuenta las cadenas de búsqueda que se muestran en la Tabla 01. Es
importante destacar que también se tomaron en cuenta los artículos en español.
En
cuanto a los criterios de exclusión, se tomaron en cuenta únicamente artículos
de acceso libre vinculados a la salud, descartando fuentes como diapositivas o
formatos parecidos, debido a la incertidumbre en la confiabilidad de la
información.
2.1.2. Proceso de recolección de la
información
En la
Tabla 1 podemos evidenciar nuestra terminología de búsqueda centrándonos en el
repositorio de artículos y publicaciones de Scielo y Scopus.
Tabla
1
Terminología
para investigación en las bases de datos.
|
Base de datos
|
Terminología de búsqueda
|
|
SCOPUS
|
databases, “Impresión 3D en la medicina”, year:[2010 TO 2025]
|
|
SCIELO
|
impresión 3d AND la:("es") AND
is_citable:("is_true") AND type:("research-article")
|
3. Resultados y discusión
En
principio podemos hacernos una idea de los conceptos que se manejan en este
ámbito de estudio con un análisis bibliométrico. Con el software VOSviewer
procesamos los resultados preliminares de Scopus.
Figura 1. Resultados
preliminares de Scopus mediante el software VOSviewer.
Procedemos con la
elección de 25 artículos que según criterios de exclusión e inclusión, además
de nosotros haberlos considerado los más representativos en el tema de estudio,
serán estudiados a más detalle en la Tabla 2. A continuación se muestra el
procedimiento, usando la metodología PRISMA.
Figura 2. Criterios
seguidos de inclusión y exclusión.
Tras
una investigación exhaustiva, hemos identificado cuatro áreas generales de
aplicación de la fabricación aditiva en el ámbito de la medicina (Figura 3).
Figura 3. Áreas
generales de aplicación de la fabricación aditiva en el ámbito de la medicina.
Modelos
anatómicos
La
fabricación aditiva es útil para llevar a físico los modelos digitales. Así
pues, en el campo de la medicina los modelos anatómicos abundan. Estos tienen
que cumplir con altos estándares para que representen de la mejor manera la
realidad anatómica. Por ello Baeza et. al. (2015) sugirieron un sistema
procedimental que puede ayudar a tal fin (Figura 4). Aunque todavía son usados
los cuerpos humanos reales en muchas instituciones. Esta tecnología está siendo
muy aceptada. Según Hecht-López et al. (2018) el avance de la tecnología
impulsó que estos recursos nuevos se desarrollen y sean utilizados en la
docencia.
Estos
modelos anatómicos pueden variar en complejidad. Pueden ser un solo hueso o
incluso sistemas completos. Según Borunda-Escudero et al. (2024) hablamos de
implantes, prótesis y modelos personalizados, que son aplicaciones de la
extensión de la impresión 3D.
Aunque
esto no solo sirve a los profesionales de la salud sino a aquellas personas que
han perdido una parte de su cuerpo o se las han fracturado. Sin embargo, no
siempre es recomendable su utilización, no porque sean intrínsecamente
peligrosos, sino porque a veces los métodos tradicionales son suficientes. Como
lo constata Giraldo et al. (2023) quienes concluyen que sus parámetros
estudiados no mejoraron con el uso de la impresión 3D.
Figura
4. Sistema
procedimental en modelos anatómicos (Fuente: Baeza et.
al., 2015).
Ingeniería
biomédica
Aplicado
a la ingeniería también tenemos importantes hallazgos. Por ejemplo, para la
realización de herramientas y productos que ayuden a la recuperación de los
pacientes. Como Hernandez et al. (2025) señalan, diciendo que el uso de
inmovilizadores personalizados nos permite adaptarnos a cada situación,
alcanzando así un mayor grado de precisión. Pero no solo la técnica es
importante sino también los insumos, por ello es que en su trabajo Hernandez et
al. (2025) registran que en el diseño personalizado del inmovilizador los
mejores materiales son PLA para el soporte y Easy925 como material de bolus.
Con esto se evidencia que es menester que el ingenio humano haga su parte para
idear soluciones, aplicaciones y mejoras en el ámbito de la medicina.
Figura
5. Materiales
inmobilizadores (Fuente:
Jasińska et al., 2023).
Enseñanza
aprendizaje
Lo
que los profesionales de la salud saben en su ámbito alguna vez tuvieron que
aprenderlo en sus aulas. El tema enseñanza aprendizaje es transversal, porque
puede incluir una variedad de tópicos a tratar, pero el enfoque es que ayuda a
mejorar la adquisición de conocimientos. En el 2023, Hecht-Lopez et al.
afirmará que esta tecnología ha ganado cada vez más espacio en el currículum de
la enseñanza de anatomía.
Para
Ferreira-Moreno (2024) esta tecnología es garantía de independencia, y entre
sus beneficios se encuentra:
- Velocidad de
fabricación
- Producción bajo
demanda
- Reducción de
costos
- Ahorro de energía
-
Sostenibilidad
Planificación
quirúrgica
Contar
con modelos personalizados nos brinda un gran apoyo en los casos donde se
necesita una forma de acercarnos a la realidad lo mejor posible, sin el riesgo
de afectar a la persona en sí. Por ejemplo, si se quiere explicar el
procedimiento que se seguirá en una cirugía o si se quiere realizar una
práctica antes de adentrarse al caso en sí. Todo esto también nos permite medir
las variables como tiempo, complicaciones, exposición, etc. dentro de una cirugía;
por supuesto salvando las diferencias. Según Vivas (2024) su análisis demuestra
que asistirse de impresión 3D para una cirugía mejora la predictibilidad,
reduce el tiempo, costos, radiación y sangrado.
Como se
ha visto, sus beneficios permiten operar en entornos que no son típicos. Estos
escenarios abundan en medicina y en cirugía. Al no depender de la industria
según Ferreira-Moreno (2024) esta tecnología es sostenible ya que permite
operar en crisis de suministro, como es el caso de la postpandemia. Esta
herramienta nos da información para las condiciones quirúrgicas que no son
normales, para poder planificar y tratar (Vivas, 2024).
Modelos
impresos
Los
modelos que se imprimieron o analizaron en los 25 artículos que se analizó
extendidamente se resumen en
Tabla 3
Modelos
impresos
|
N°
|
Tipo de modelo
|
Artículos que lo usan
|
|
1
|
Inmovilizador
|
Hernández et al., 2025
|
|
2
|
Corazón
|
Jiménez et al., 2025; Cano-Zárate et al., 2021; Ulate Retana et
al., 2020; Valverde, 2016
|
|
3
|
Muñeca
|
Giraldo et al., 2025
|
|
4
|
Medicamentos
|
López et al., 2023
|
|
5
|
Pie
|
Torrealba et al., 2023
|
|
6
|
Modelo dental
|
Kiefer, 2023; César-Juárez et al., 2018
|
|
7
|
Tejidos
|
Concha et al., 2022
|
|
8
|
Hígado
|
López León et al., 2024
|
|
9
|
Modelos variados
|
Borunda‑Escudero et al., 2024; Pérez-Sanpablo, 2021;
Ferreira-Moreno et al., 2024; César-Juárez et al., 2018; Mantrana et al.,
2018; Vivas et al., 2024; García et al., 2018; Achurra et al., 2021; Montt et
al., 2020; Baeza et al., 2015
|
|
10
|
Prótesis de cadera
|
Ramírez et al., 2023
|
|
11
|
Equipo médico
|
Pedraja et al., 2020; García et al., 2018
|
|
12
|
Cabeza y cuello
|
Meszaros et al., 2023
|
|
13
|
Implante cervical
|
Álvarez et al., 2021
|
|
14
|
Tórax
|
Achurra et al., 2021
|
Luego
de haber realizado un análisis minucioso a los proyectos investigativos
obtenidos, notamos que la integración de la fabricación aditiva en el ámbito
médico contribuye decisivamente en la mejora de la eficiencia operativa
mediante la personalización de tratamientos y la producción rápida de
soluciones específicas para cada paciente. Permitiendo liberar recursos
materiales y humanos al reducir los tiempos de producción, facilitando
intervenciones más precisas y eficientes, como lo han propuesto diversos
autores en diversos contextos como clínicos y quirúrgicos.
López-León
et al. (2024) implementó la impresión 3D para preoperatorios de hígado para
planificar cirugías complejas, observando que estos modelos permiten decidir
con mayor precisión qué casos realizar y disminuyen las complicaciones
postoperatorias. De manera similar, Vivas et al. (2024) reportaron doce casos
ortopédicos (defectos acetabulares, resecciones tumorales, etc.) en los que la
impresión 3D mejoró la predictibilidad quirúrgica y disminuye el tiempo
operatorio, el sangrado y la radiación intraoperatoria. Estos estudios
confirman que los modelos tridimensionales contribuyen a ensayar y visualizar
la anatomía antes de la operación, optimizando la técnica quirúrgica.
En
cirugía maxilofacial, Mantrana et al. (2018) utilizaron impresoras FDM de bajo
costo para fabricar modelos de fracturas mandibulares a escala real, obteniendo
un ajuste perfecto de placas y tornillos premoldeados y reduciendo en un 20% el
tiempo quirúrgico. Por otra parte en cardiología pediátrica, Jiménez et al.
(2025) demuestran que es factible imprimir modelos del corazón a partir de
ecocardiografías transtorácicas 3D en pacientes con defectos cardíacos
congénitos; estos modelos impresos reflejan con alta precisión la morfología de
la comunicación interventricular, apoyando la planeación de intervenciones en
casos de cardiopatías complejas.
Hernández-González
et al. (2025) estudiaron materiales biocompatibles para imprimir
inmovilizadores personalizados en radioterapia de extremidades, identificando
que el PLA combinado con un bolus especializado ofrece características
dosimétricas óptimas y ergonomía adecuada.
En el
campo de los implantes óseos Ramírez et al. (2023) fabricaron prototipos de
cadera en aleación Ti6Al4V mediante fusión de haz de electrones (EBM) y
posterior anodizado, y constataron que dicho tratamiento superficial reduce
drásticamente la tasa de desgaste del material bajo condiciones de fricción
simulada. Similarmente, César-Juárez et al. (2018) destacaron el potencial de
la bioimpresión 3D: cultivando células propias del paciente en andamiajes
impresos se pueden generar tejidos u órganos personalizados, abriendo la puerta
a terapias regenerativas innovadoras.
Varios
de los estudios reportan aplicaciones prácticas de la impresión 3D en
biomedicina. por ejemplo, ferreira-moreno et al. (2024) diseñaron y fabricaron
varios prototipos médicos mediante impresión tridimensional (biomodelos para
craneosinostosis, moldes de prótesis craneales y mamarias, prótesis de mano,
andamios tisulares, etc.), demostrando la amplia versatilidad de estas. Esos
autores concluyen que, en prácticamente todas las áreas de aplicación médica
(excepto la impresión de fármacos), es factible obtener soluciones 3D, y
advierten que directivos y profesionales médicos deben adquirir conocimientos y
experiencia en su uso para aprovechar plenamente el potencial del.
Se han
descrito también impactos formativos y educativos de la fabricación 3D.
César-Juárez et al. (2018) en su revisión sobre impresión y bioimpresión 3D en
medicina destacan su uso potencial en la generación de órganos, tejidos e
implantes personalizados, subrayando el nuevo paradigma que estas técnicas
abren en los sistemas de salud (César-Juárez et al., 2018). De manera concreta,
Mantrana et al. (2018) demostraron que con impresoras depositivas FDM se pueden
fabricar modelos mandibulares preoperatorios precisos a bajo costo.
No
obstante, es importante considerar las advertencias de López-González et al.
(2023), quienes advierten que, si bien la implementación de tecnologías
tridimensionales en medicina ha demostrado ser eficaz y transformadora, también
puede generar brechas en el acceso equitativo a la salud, especialmente en
regiones con limitaciones tecnológicas o presupuestarias. Señalan que la
adopción apresurada de estas herramientas sin una adecuada formación o
regulación podría derivar en una dependencia tecnológica poco crítica y en
desigualdades en la calidad del servicio prestado.
4. Conclusiones
En
conclusión, la revisión sistemática ha demostrado la relevancia e impacto que
puede generar la fabricación aditiva o impresión 3D en las diversas
especialidades del área de la medicina como la ingeniería biomédica, la
planificación quirúrgica y los modelos de anatomía.
Se
mostró que la fabricación aditiva en el área de la medicina, ha logrado traer
ventajas significativas como la personalización de dispositivos médicos claves
como los modelos anatómicos que han llegado a mejorar la precisión de los
tratamientos y la planificación quirúrgicas. Además, se logra reducir el tiempo
de los tratamientos quirúrgicos y favorecer el aprendizaje clínico mediante
simulaciones más realistas.
Sin
embargo, se puede ver que existen algunos desafíos como la validación clínica
generalizada, los costos de producirlos debido a la necesidad de estandarizar
los materiales, y que por el momento el acceso no sea muy frecuente, limitando
su adopción masiva alrededor del mundo.
Finalmente,
se concluye que la impresión 3D promete avanzar hacia un nuevo paradigma en el
área médica como la bioimpresión 3D de los tejidos totalmente funcionales en la
medicina regenerativa; y que esta tecnología se espera que un futuro sea cada
vez más común su uso siendo que pueda consolidarse como una herramienta
esencial para la medicina.
5.
Referencias Bibliográficas
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