La pistola termoencoladora modificada para imprimir huesos: innovación en cirugía ortopédica regenerativa
Una simple pistola de pegamento, adaptada por científicos, promete revolucionar la cirugía ortopédica: imprime implantes biodegradables que ayudan a regenerar huesos dañados. De los talleres de manualidades al quirófano, la bioimpresión portátil abre el camino hacia una medicina regenerativa personalizada y más accesible.
Por Enrique Coperías
Imagen conceptual de un cirujano empleando una pistola termoencoladora modificada para aplicar un biomaterial biodegradable sobre un hueso fracturado, una tecnología experimental que busca reparar fracturas complejas mediante bioimpresión directa en quirófano. Imagen generada con Gemini
En los quirófanos del futuro, los cirujanos podrían llevar en la mano algo que hoy cualquiera asocia con manualidades escolares o bricolaje casero: una especie de pistola de pegamento termofusible. Pero en lugar de pegamento derretido, el dispositivo expulsaría un material biodegradable capaz de rellenar fracturas complejas, favorecer la regeneración ósea y hasta liberar antibióticos para evitar infecciones.
Esta idea, que parece sacada de una novela de ciencia ficción, acaba de convertirse en realidad experimental gracias a un grupo de investigadores de Corea del Sur, del MIT y la Universidad de Harvard, que han adaptado un sencillo aparato portátil para imprimir implantes óseos directamente dentro del cuerpo.
El estudio, publicado en la revista científica Device, describe cómo esta pistola de encolar modificada puede extruir una mezcla biocompatible de policaprolactona (PCL) y hidroxiapatita (HA), un mineral que constituye entre el 50% y el 70% del peso seco de nuestros huesos. La combinación de ambos materiales permite crear un andamio sólido, estable y biodegradable que, una vez colocado en el defecto óseo, sirve de soporte para que el tejido se regenere de manera natural.
«Básicamente está diseñado a partir de las pistolas de pegamento caliente disponibles en el mercado — afirma Jung Seung Lee, profesor de la Universidad Sungkyunkwan (Corea del Sur) y uno de los autores principales del estudio.—. Podemos ahorrar tiempo y dinero».
El avance supone un giro radical frente a los métodos tradicionales: ya no se trata de diseñar e imprimir en 3D una prótesis en laboratorio para luego implantarla en quirófano, sino de fabricar la estructura in situ, directamente sobre la fractura. Y con una herramienta asequible y manejable como una pistola de pegamento.
Por qué algunos huesos rotos no logran curarse solos
El cuerpo humano tiene una extraordinaria capacidad de reparación. Una fractura común, si se inmoviliza correctamente, suele soldar en cuestión de semanas. Sin embargo, cuando la pérdida de hueso es muy grande —por ejemplo tras un accidente grave o la resección quirúrgica de un tumor— el organismo no logra rellenar el hueco por sí mismo.
En esos casos, la medicina recurre a los injertos óseos. Lo más habitual es tomar un fragmento del propio paciente (autoinjerto) o de un donante (aloinjerto). Ambas soluciones presentan problemas: los primeros implican una segunda cirugía con riesgo de complicaciones, y los segundos dependen de la disponibilidad de donantes y pueden fallar por rechazo o integración deficiente.
Otra opción es implantar prótesis metálicas o de polímeros fabricadas a medida, muchas veces mediante impresión 3D. Pero estas técnicas son costosas, lentas y no siempre logran un encaje perfecto con la anatomía irregular de cada paciente. Además, la cirugía se complica con el uso de materiales no degradables que permanecen en el cuerpo de manera indefinida.
«Los implantes convencionales a menudo no se ajustan bien al defecto óseo, lo que genera una mala integración, cargas desiguales y menor estabilidad a largo plazo», explica Lee.
Preparación de compuestos PCL/HA y su aplicación en un dispositivo de impresión, basado en una pistola de pegamiento caliente. Cortesía: Jeon, In Yeop et al.
La inspiración: de la pistola de pegamento al quirófano
Para superar esas limitaciones, los investigadores se inspiraron en un objeto cotidiano: la pistola de pegamento caliente. Estas herramientas funden barras sólidas de adhesivo y las expulsan por una boquilla para formar un cordón que se solidifica en segundos.
El equipo sustituyó las barras de pegamento por varillas de PCL mezcladas con hidroxiapatita en distintas proporciones:
✅ La policaprolactona es un polímero biodegradable y biocompatible, con un punto de fusión bajo (unos 60 ºC), lo que permite manipularlo sin dañar tejidos circundantes.
✅ La hidroxiapatita, por su parte, aporta rigidez y, sobre todo, favorece la adhesión de células óseas, acelerando la regeneración.
El aparato fue adaptado para mantener una temperatura de extrusión baja en comparación con las pistolas comerciales (que suelen superar los 100 ºC). Gracias a un chip cerámico de control, el material sale de la boquilla a unos 80 ºC y se enfría rápidamente hasta alcanzar la temperatura corporal en menos de un minuto.
El resultado es un sistema portátil, ligero y barato, capaz de rellenar cavidades irregulares del hueso en cuestión de minutos y moldearse a mano por el cirujano hasta conseguir la forma deseada.
Ajustes en la fórmula del biomaterial
Una de las claves del estudio fue encontrar la proporción adecuada entre los dos componentes. Si hay demasiada hidroxiapatita, el material se vuelve frágil y difícil de extruir. Si hay poca, se pierde rigidez y capacidad osteoconductora.
Los investigadores probaron distintas variantes: varillas de PCL de diferentes pesos moleculares mezcladas con un 0%, 12,5% o 25% de hidroxiapatita. Finalmente, concluyeron que la formulación óptima era la de policaprolactona de mayor peso molecular con un 25% de hidroxiapatita (lo que llamaron 50H).
Esa receta equilibraba tres propiedades fundamentales:
✅ Resistencia mecánica suficiente para soportar cargas sin romperse.
✅ Adhesión aceptable al hueso natural circundante.
✅ Degradación lenta, que permite que el andamio se mantenga estable durante meses.
Las pruebas demostraron que el material podía moldearse en formas muy diversas, desde cilindros hasta prismas, e incluso rellenar cavidades irregulares en modelos artificiales de hueso.
La osteosíntesis es una técnica quirúrgica destinada a unir y estabilizar los fragmentos óseos de una fractura. Para ello se emplean distintos dispositivos, como placas, tornillos o clavos, que fijan el hueso y facilitan su correcta reparación. La pistola de material biodegradable podría evitar en ciertos casos este tipo de intervenciones. Foto: Taokinesis
Implantes con antibióticos incorporados
Una de las complicaciones más temidas en cirugía ortopédica es la infección. Hasta un tercio de los pacientes con fracturas abiertas sufre infecciones que pueden provocar el fracaso del implante.
El equipo incorporó antibióticos —vancomicina y gentamicina— directamente en las varillas de policaprolactona e hidroxiapatita. De este modo, el implante liberaba de forma sostenida los fármacos en el lugar exacto donde se necesitaban. Las pruebas in vitro demostraron que el material era capaz de inhibir bacterias tan problemáticas como Escherichia coli y Staphylococcus aureus.
Más allá de la teoría, los investigadores comprobaron que el material no resultaba tóxico para células humanas ni de ratón cultivadas en laboratorio. Es más: las células se adherían y proliferaban sobre las superficies de PCL/HA, y mostraban signos claros de diferenciación osteogénica.
El paso crucial fue probar la tecnología en un modelo animal. Conejos con defectos óseos de un centímetro en el fémur fueron tratados con el nuevo material. Tras doce semanas, los análisis histológicos y las imágenes de microtomografía computerizada mostraron una regeneración ósea superior a la obtenida con el cemento óseo comercial.
Una tecnología prometedora, pero aún experimental
Los resultados son alentadores, pero los propios autores reconocen que quedan desafíos antes de trasladar la técnica a la práctica clínica. Estos son algunos de ellos:
✅ Mejorar la adhesión al hueso natural.
✅ Optimizar la degradación controlada.
✅ Ampliar las pruebas en modelos animales grandes.
✅ Incorporar nuevas funcionalidades como poros o polímeros adicionales.
De la ortopedia a la medicina regenerativa personalizada
La relevancia de este trabajo va más allá de los huesos. La bioimpresión in situ podría extenderse a cartílago, músculos o incluso piel.
Además, el hecho de que el dispositivo sea barato y fácil de manejar abre la posibilidad de llevarlo a hospitales con menos recursos, o incluso a emergencias médicas en zonas de catástrofe.
En palabras de Giovanni Traverso, investigador del MIT y coautor del estudio, «nuestra plataforma portátil permite adaptar en tiempo real el tratamiento a la geometría del defecto y a las necesidades clínicas del paciente».
El futuro: ¿imprimir huesos como quien pega piezas de plástico?
El camino hacia la aplicación clínica será largo, pero el potencial es enorme. Si la técnica prospera, podría revolucionar la cirugía ortopédica del mismo modo que la impresión 3D transformó la fabricación de objetos.
Que una simple pistola de pegamento reconvertida pueda servir para salvar extremidades, evitar amputaciones o mejorar la vida de pacientes con fracturas complejas es un recordatorio de cómo la innovación científica surge de ideas sencillas.
La próxima vez que veaa una pistola de pegamento en una papelería o en un taller de manualidades, piense que tal vez, dentro de unos años, un instrumento parecido esté en un quirófano, ayudando a imprimir hueso en un paciente.▪️
Pistola reparadora de hueso: Preguntas & Respuestas
🔫 ¿Qué es una pistola para imprimir hueso?
Un dispositivo portátil, derivado de una pistola de pegamento, que expulsa un biomaterial biodegradable (PCL + hidroxiapatita) directamente sobre fracturas.
🔫 ¿En qué se diferencia de la impresión 3D convencional?
No requiere fabricar la prótesis en laboratorio: se imprime in situ, adaptándose a la geometría del hueso dañado.
🔫 ¿Es segura?
En pruebas animales se mostró biocompatible, sin toxicidad ni rechazo. Faltan ensayos clínicos en humanos.
🔫 ¿Qué ventajas tiene?
Relleno personalizado de defectos óseos.
Prevención de infecciones gracias a antibióticos incorporados.
Material biodegradable que desaparece tras la regeneración.
🔫 ¿Cuándo podría usarse en hospitales?
Aún faltan varios años de investigación y validación clínica, pero el potencial es alto para cirugía ortopédica y traumatología.
Fuente: Jeon, In Yeop et al. In situ printing of biodegradable implant for healing critical-sized bone defect. Device (2025). DOI: 10.1016/j.device.2025.100873
