The System Root | Tecnología y medio ambiente

La biomedicina ha avanzado mucho, desde los primeros injertos de piel hasta la síntesis de tejidos especializados. Ahora se esta investigando para lograr órganos biocompatibles, que no sean rechazados por el cuerpo.

El Profesor Paolo Macchiarini, del hospital de la universidad de Karolinska realizó el primer trasplante de traquea sintética exitosa. El paciente fue un hombre de 36 años que producto de un cáncer termino con su traquea inutilizable. La nueva traquea fue fabricada a partir de células del mismo paciente por lo que no hubo problemas de rechazo.

Para construirla se uso una especie de nanosoporte que conduciría a las células para conseguir la forma de una traquea y para mantener estas células se mantuvo el nanosoporte con las células en un bioreactor por dos días. Un bioreactor es un sistema en el cual sistemas biológicos puedes desarrollase. El paciente tenia un tumor que obstruía 6 cm de traquea, la radioterapia no dio resultados y no había donadores.

Con esta operación se demuestra que es posible reconstruir el cuerpo con la medicina reconstructiva.

La nanotecnología ya no es algo que solo se ocupe en laboratorios, poco a poco se acerca mas a nosotros como por ejemplo para hacer generadores electricos o para combatir el cancer.

Pronto estaremos rodeados por estas tecnologías, pero un uso prometedor de la nanotecnología es en la medicina,es decir la nanotecnologia en el cuerpo humano, en su restauración, etc. Se ha trabajado en dispositivos que pueden viajar por la sangre y liberar medicamentos cada cierto tiempo o cuando se requiera, también crear tejidos a partir de nanomateriales.

Se ha trabajado un poco mas en esta segunda opción ya que permitiría eventualmente regenerar partes de cuerpo que han sido dañadas. Muchas personas mueren a causa de quemaduras y heridas graves, la razón es que el cuerpo queda expuesto al ambiente puesto que la piel no se regenera muy rápido con lo cual hay muchas mas posibilidades de contraer infecciones y de deshidratarse.

Ahora ultimo se esta usando una técnica para aumentar la velocidad de regeneración de la piel usando materiales polimericos, que podemos encontrar en la vida cotidiana en bolsas, cajas plásticas y hasta en la naturaleza como madera y estructuras proteicas.

Generar piel mas rapido

La forma de hacer crecer tejidos rápidamente se conoce hace mas de 10 años pero ahora se ha perfeccionado hasta una nueva técnica experimental llamado EUV (Extreme ultra-violet). Ahora una explicación del sistema. Las células humanas crecen mas rápido sobre estos nanomateriales ya esta técnica permite hacer «moldes de tejido» mas pequeños y por esto mas exactos y rápidos.

Con las técnicas anteriores podían alcanzar una precisión de 100 nanometros, ahora pueden trabajar en 20 a 30 nanometros. Esta misma precisión permite que la gama de células humanas sea mas grande. Ya que hay diferencias entre los distintos tejidos del cuerpo. Nervios, huesos, piel, etc.

Esta nueva técnica haría mas fácil hacer órganos artificiales que no sean rechazados por el cuerpo y un sin fin de utilidades para esta técnica.

¿Es fácil atrapar una mosca? ¿O tratar de golpearlas? Pues no es tan fácil a menos que seas muy rápido o uses un insecticida. Para que decir los Zancudos

Esta gran habilidad de las moscas es gracias a la rapidez con la que procesan imágenes. Las moscas tienen un cerebro muy pequeño pero es muy eficiente, puede procesar imágenes en fracciones de segundos.

Hace 50 años se logro modelar matemáticamente la reacción de una mosca. Pero hasta hace unos meses recién se comprendió el porqué teniendo un cerero tan pequeño podían tener estas reacciones. El área encargada del movimiento en el cerebro de una mosca posee al menos 100.000 neuronas por cada sexto de milímetro cubico. Estas neuronas son altamente especializadas.

No existe computador tan eficiente como una mosca, si comparamos cantidad de información procesada y tamaño. Los súper ordenadores son habitaciones enteras, una mosca es mil veces más pequeña.

Ahora el reto es reproducir este detector de movimiento en laboratorios. Una vez que se descifre la forma en que funcionan las neuronas de estos animales en Chile y en otros países los ingenieros tendrán un nuevo rubro que explorar.

Así es lo que hace un par de años se creía imposible ahora es una realidad. Investigadores de la Universida de California, Irvine han desarrollado lo que serian los primeros anticuerpos artificiales que se han administrado con éxito a un ser vivo.

Los científicos lograron detener la expansión del veneno de una abeja en el cuerpo de una rata. Estos anticuerpos son 50,000 veces mas pequeños que un cabello humano y fueron diseñados para capturar Melitina, el principal componente del veneno de las abejas. La Melitina es una sustancia que «desarma» las células y si se acumula en un órgano puede inutilizarlo causando la muerte.

El polimero fue construido con la tecnica llamada «impresión molecular». En simples palabras en una lamina plastica pegaron moleculas de Melitina, solidificaron el plástico y quitaron las moléculas dejando la forma. Así el polímero en contacto con la Melitina se unen y luego son retiradas.

Con esta tecnica se logro salvar una gran cantidad de ratones de los cuales en experimetnos anteriores todos morían. Esto permitiría crear los mismos anticuerpos que se obtienen en laboratorios de una forma mas rápida y económica.

El gran avance en la robótica en cuanto a la precisión sumado a la posibilidad de controlar aparatos a distancia gracias a internet ha permitido desarrollar un área en la tecnología medica que es sorprendente, realizar operaciones a distancia. Ahora no es necesario que un cirujano te intervenga directamente si no que ahora puede hacerlo desde otros lados, ya sea en una sala cercana o en otra ciudad inclusive otro continente.

Generalmente se llega a pensar que esto es para beneficio del medico de su comodidad etc. En parte tienen razón pero esto va mucho mas allá, estos robots no solo son mas preciso que un humano sino que están equipados con muchas herramientas que hacen las operaciones sean riesgosas.

Estos robots proporcionan a los cirujanos una mejor vista de los tejidos, con las cámaras pueden enfocar y obtener imágenes muy nítidas que les facilitan el trabajo.

Aquí algunos ejemplos de robots médicos

Robot Da Vinci

Robot para operaciones de corazón

Y como siempre el Bonus Track. El robot medico mas pequeño del mundo, especialista en operaciones en la columna vertebral.

Uno de los temas que mas me apasiona es el de la tecnología aplicada a la medicina. La Biónica, Biomédica y robótica son áreas en las que se pueden diseñar aparatos y materiales increíbles.

Ahora quiero hablarles específicamente de un material que por su comportamiento seria el sustituto perfecto de las fibras musculares. ¿Que caracteriza a una fibra muscular? su capacidad de contraerse y luego volver a sus estado normal mediante impulsos electricos.

Se trata de un polímero conductores o “electro-activos” que responde a cargas eléctricas.

Los polimeros mas conocidos y mas prometedores son el  poliparafenilo, politiofeno, polipirrol y la polianilina.

Las aplicaciones van desde reparar músculos dañados hasta crear extremidades completamente artificiales. Ahora el VER para CREER.

Primero lo mas basico, se logra movimiento de las fibras. Luego algo mas complejo que seria levantar un pequeño objeto.

Ahora viene lo emocionante. Con la participación de mas fibras, pero esta vez de una forma coordinada podemos obtener movimientos muy similares a los reales. en este caso de animales simples como cien pies y gusanos.

Y otro mas. Simulando el movimiento de una medusa

Aun falta poder obtener un mayor control y coordinación de estas fibras para ser usadas en modelos mas complejos como músculos humanos.

Querías Yapa?

Si de avances en biomedicina se refiere me parece que poder reemplazar huesos ya es un gran avance pero que ahora estos huesos puedan crecer al ritmo de la persona es otra cosa ¿no creen?

Este “Hueso” es implantado y genera presión sobre el resto del hueso sano permitiendo que este mantenga la densidad y la resistencia ósea, el proceso que se usa para alargar el hueso es mecánico, tiene un resorte ajustable. Así cuando se observa crecimiento de los huesos se hace una incisión en la extremidad y se ajusta el resorte.

Antes niños que padecían cáncer a los huesos debían amputar sus extremidades ahora con estos huesos protésicos tienen la opción de solo quitar el hueso dañado y reemplazarlo.

Se espera que esta misma tecnología sirva para pacientes que pierdan extremidades en accidentes.

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Después de los infartos y cáncer la diabetes es una de las enfermedades mas graves y comunes. Esta se produce generalmente por trastornos metabólicos en el páncreas o resistencia a la insulina.

Es una enfermedad por ahora incurable pero con un correcto tratamiento diabetes se pueden eliminar las complicaciones casi por completo. Si la enfermedad no es tratada es fatal ya que de a poco afecta todos los órganos y sistemas.

Actualmente los diabéticos no tan avanzados deben consumir fármacos para “exprimir” el páncreas y generar insulina, esto sumando a una estricta dieta. A medida que pasa el tiempo los fármacos no son suficientes y se pasa a ser Insulino-dependiente. Hasta hace poco inyectarse diariamente era la única solución pero se han logrado grandes avances que harían la vida mas fácil.

Insulina inhalada

AFREZZA ™ es lo ultimo en aplicación de insulina. Funciona por vía oral, es aspirada y absorbida en los pulmones. Es de rápida acción y dura un buen tiempo.

Aun no es aprobada por la US Food and Drug Administration pero se espera que dentro del 2010 sea aprobada.

Cirugía Metabólica

Es tal vez la mas innovadora ya que apunta a una cura total para la diabetes. No es una cirugía complicada dura al rededor de 50 minutos, donde el objetivo es hacer un by-pass entre el duodeno y la parte superior del intestino delgado. Con esto se logra reducir el tiempo de absorción de glucosa y también es ahí donde se genera la señal  que causa resistencia a la insulina.

Los pacientes tratados han dejado los tratamientos con insulina, eso si para ser candidato a la cirugía debes cumplir lo siguiente: personas con diabetes tipo 2, a punto de ser Insulino-dependiente, tener entre 18 y 60 años, tener reserva pancreática y diabetes de menos de 10 años de evolución.

Vivir con Diabetes

Pero si bien hay posibilidades hay personas que no pueden operarce, para las personas que llegan a ser insulino-dependiante existen muchas alternativas a las inyecciones diarias.

Pues una estudiante europea ha desarrollado un brazalete (COR) que incorpora diariamente insulina al organismo, el aparato no usa pilas ya que usa el denominado efecto piezoelectrico para producir electricidad. Con este tipo de dispositivos se espera mejorar la calidad de vida de los diabeticos. Mas información en la pagina de Nicole Schmiedel.