MODELOS 3D, ROBOTS, CONTROL POR VOZ Y GESTOS, LA REVOLUCIÓN TECNOLÓGICA CAMBIA EL "MODUS OPERANDI" DE LOS QUIRÓFANOS.

La cuarta revolución industrial inteligente, conocida como Industria 4.0, está afectando a todos los ámbitos y la medicina es uno de los campos que está consiguiendo grandes avances. Hace 50 años, cualquier tipo de operación conllevaba muchos riesgos y la recuperación de los pacientes era bastante delicada. En 1975 se comenzó a utilizar la laparoscopia, una técnica quirúrgica menos invasiva que consiste en realizar pequeñas incisiones en la pared abdominal, y a través de ellas, se introducen la cámara, las pinzas, las cuchillas y el resto de material médico necesario para poder llevar a cabo la intervención sin tener que abrir el abdomen del todo. Además, los quirófanos de hoy no tienen nada que ver con los de hace décadas. Sigue habiendo bisturís, pero los cirujanos cuentan ahora con una infinidad de avances tecnológicos que facilitan, y mucho, su quehacer diario. Antes solían decir que hasta que no abrían al paciente no podían saber con qué se iban a encontrar, y ahora pueden incluso recrear la cirugía antes de entrar en quirófano. Robots, realidad virtual, modelos 3D, control por voz y gestos, etcétera, nuevos compañeros de viaje del cirujano con el mismo objetivo: mejorar la salud de sus pacientes.

IMPRESIÓN 3D, UN PASO MÁS ALLÁ ANTES DE LA CIRUGÍA

La impresión 3D ha supuesto un gran avance a la hora de replicar órganos de los pacientes para poder ir a la intervención con una idea exacta de lo que se van a encontrar. En 2016, un equipo del Hospital Universitario Fundación Jiménez Díaz consiguió solucionar un aneurisma cerebral a partir de una réplica exacta de la arteria afectada creada mediante impresión 3D.

Este año, en el Hospital General de Villalba, integrado en la red sanitaria pública de la Comunidad de Madrid, se ha realizado una intervención a un paciente que tenía una enfermedad no curable. El equipo de cirugías hepáticas ha conseguido reproducir una copia exacta del hígado del paciente y planificar detalladamente y de forma personalizada la intervención optimizando la precisión, la seguridad y la eficacia de la misma.

“Gracias a esta planificación entramos en quirófano con una idea muy clara de lo que queríamos hacer, y de lo que, finalmente, hemos podido hacer: una cirugía muy compleja pero en la que, gracias a esta planificación previa, el paciente ha podido preservar el volumen máximo posible de hígado y al mismo tiempo se ha podido extirpar toda la enfermedad”, según el Dr. Tihomir Georgiev Hristov, médico adjunto del Servicio de Cirugía General y Digestiva del hospital que participó en la operación.

Buscando una forma (mucho) más barata de crear nuevos medicamentos

Dennis Hassabis, fundador y CEO de DeepMind, también lo es ahora de Isomorphic Labs, al menos hasta que la nueva subsidiaria contrate al personal necesario y tenga bien encaminados sus pasos.

Hassabis comentaba en el anuncio de este nuevo proyecto que "creemos que el uso fundacional de métodos computacionales y de inteligencia artificial de última generación pueden ayudar a los científicos a llevar su trabajo a un nuevo nivel, y acelerar de forma masiva el proceso de descubrimiento de medicamentos".

Esas células, sobre las cuales no tiene efecto el tratamiento con quimioterapia, pueden generar nuevas células cancerosas, lo que provoca una recaída. Este descubrimiento es un producto inicial del método de código de barras, el cual está ayudando al estudio sobre el origen del cáncer y de otras enfermedades. Los resultados son demasiado nuevos como para haber desarrollado terapias para los pacientes. Pero son fuente de descubrimientos estimulantes que se esperan que puedan incentivar a la creación de métodos novedosos para tratar las enfermedades.

Mediante este método, se marcan las células individuales con un sello que se transmite a toda la descendencia de una célula. Los investigadores pueden ver una célula, observar su código de barras y rastrear su ascendencia hasta sus padres, abuelos, bisabuelos (y así hasta sus orígenes) porque todas las células que surgieron de la célula original con código de barras tienen el mismo sello.

La idea del código de barras durante el desarrollo embrionario se originó con Jay Shendure y sus colegas en la Universidad de Washington, y la revista Science nombró a este tipo de métodos la innovación del año en 2018. Ahora existe una variedad de métodos para aplicar el código de barras que va desde las células embrionarias hasta las células maduras pasando por las células cancerosas.

Por ejemplo, Shendure y otro grupo de colegas de la Universidad de Pensilvania están usando los códigos de barras en ratones con cáncer de páncreas para estudiar la propagación de las células cancerosas en su cuerpo.

En el caso del LLC, Vijay Sankaran, del Hospital Infantil de Boston, y sus colegas aplicaron un código de barras a las células cancerosas humanas aprovechando las mutaciones inocuas que ocurren de manera natural y que marcan las células individuales y son heredadas por su descendencia.

Sankaran comentó que el código de barras “está comenzando a darnos un panorama del cáncer que jamás habíamos visto”.

La técnica también reveló un resultado sorprendente para Leonard Zon, médico de la Escuela de Medicina de la Universidad de Harvard. Zon quería estudiar la hematopoyesis clonal de potencial indeterminado, o HCPI, una enfermedad común, pero no muy comprendida, que por lo general se presenta en las personas mayores y aumenta el riesgo de cáncer y cardiopatías. La HCPI aparece cuando la descendencia de una sola célula madre de la sangre toma el control de toda la médula ósea o gran parte de ella y expulsa a otras células madre.

Con el fin de investigar esto, Zon marcó células madre individuales de la médula con diferentes colores en pececitos cebra transparentes. El resultado fue parecido a lo que ocurre en los pacientes: para cuando los peces eran adultos, la mitad de sus glóbulos eran de un solo color. Lo que significaba que provenían de una sola célula madre.

¿Pero cómo tomó el control una sola célula?

La respuesta resultó sorpresiva. Las células predominantes secretaban proteínas tóxicas inflamatorias. Esas proteínas inhibían el crecimiento de otras células madre y dañaban el ambiente donde crecen las células de la médula. Pero las células madre progenitoras sobrevivían y seguían generando nuevas células descendientes secretoras de toxinas.

El equipo también descubrió un gen en las células mutantes que las hacía resistentes a la inflamación. Cuando bloqueaban ese gen, las células mutantes ya no podían tomar el control.

Fernando Camargo, un biólogo especialista en células madre del Hospital Infantil de Boston, abordó un problema diferente: ¿por qué son tan difíciles los tratamientos comunes contra el cáncer que consisten en el trasplante de células madre sanas de la médula ósea de donantes y que a menudo dejan a los pacientes vulnerables a infecciones graves?

Cuando Camargo y sus colegas aplicaron códigos de barras a las células de los ratones marcándolas en los genes con la técnica de edición de genes conocida como CRISPR (‘Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats’, o repeticiones palindrómicas cortas, agrupadas y regularmente interespaciadas), descubrieron que las células a las que todos llamaban células madre no eran las principales participantes en la producción de sangre.

“Siempre supusimos que esas eran las mismas células que casi siempre dan origen a toda la sangre”, señaló Camargo.

Más bien, un conjunto diferente de células, que él llama células progenitoras, produce la mayor parte de la sangre en los animales vivos. En un trasplante de célula madre, se trasplantan tanto las células progenitoras como las células madre putativas, pero las células progenitoras mueren con rapidez en el nuevo ambiente.

Ahora la pregunta es: ¿por qué las células progenitoras no sobreviven al trasplante? Tal vez porque la fuerte dosis de radiación y quimioterapia que limpia la médula para el trasplante hacen que esta se vuelva inhóspita. O quizás las células progenitoras, inyectadas a la sangre con las células madre, no pueden encontrar su camino hacia la médula.

Camargo se queda pensativo.

“Creíamos que sabíamos todo sobre las células madre de la sangre”, comentó. “Es evidente que no era así”.

Fuente: nytimes.com

Un enfoque de código abierto permite reducir el tamaño y el coste de las gigantes máquinas de hoy, con el uso de imanes permanentes y algoritmos de aprendizaje profundo.

La resonancia magnética (RM) es la herramienta de diagnóstico más valiosa que tenemos para evaluar las lesiones y los trastornos cerebrales. Sin embargo, alrededor de dos tercios de las personas en todo el mundo no tienen acceso a esta tecnología, y más del 90 por ciento de los dispositivos se encuentran en países de ingresos altos. El gasto es la principal razón: una máquina de resonancia magnética típica cuesta entre 1 y 3 millones de dólares estadounidenses. Necesitan una habitación especialmente diseñada para proteger el escáner de las señales externas y para contener los poderosos campos magnéticos generados por sus imanes superconductores, que requieren sistemas de enfriamiento de helio líquido que son difíciles de operar.

Las alternativas portátiles de bajo coste pronto pueden comenzar a tener un uso generalizado. En un estudio del 14 de diciembre en Nature Communications, investigadores de la Universidad de Hong Kong, dirigidos por el ingeniero biomédico Ed Wu, describen un escáner de resonancia magnética que no necesita protección y obtiene energía de un enchufe de pared estándar. El método, conocido como resonancia magnética de campo ultrabajo (ULF), carece de la claridad y resolución necesarias para los diagnósticos de precisión, pero es mucho más barato, con costes de material por debajo de los 20.000 dólares, calculan los autores del estudio. Además, el diseño y los algoritmos de la máquina son de código abierto, lo que invita a investigadores de todo el mundo a ayudar a desarrollar la tecnología.

La resonancia magnética aprovecha el hecho de que en su mayoría estamos hechos de agua. Los protones de los átomos de hidrógeno tienen «espines» cargados magnéticamente, que están alineados por el campo magnético y sondeados por pulsos de radiofrecuencia. Los diferentes tejidos tienen distintas concentraciones de agua y entornos magnéticos, y estas diferencias aparecen como contrastes de luz y oscuridad en las imágenes reconstruidas.

En lugar de electroimanes superconductores, el diseño ULF emplea imanes permanentes, lo que elimina la necesidad de refrigeración. Los imanes permanentes generan solo 0,055 tesla, por lo que no se necesita protección magnética (los escáneres de resonancia magnética estándar usan campos de 1,5 o 3 tesla). La principal desventaja es que las señales son más débiles, por lo que la relación entre señal y ruido es peor y, como consecuencia, la resolución de la imagen es menor.

Para mantener la portabilidad, el diseño ULF evita el blindaje de la radiación electromagnética y de radiofrecuencia. En su lugar, los investigadores utilizaron un algoritmo de aprendizaje profundo entrenado para reconocer y predecir señales de interferencia, que luego se restan de las señales medidas. «Esa es una innovación muy útil aquí», dice el ingeniero biomédico Sairam Geethanath de la Universidad de Columbia, que no participó en el estudio. «Es similar a los auriculares con cancelación de ruido, en los que intentas aprender el patrón de ruido en tiempo real para suprimirlo.»

El equipo demostró la efectividad del dispositivo escaneando a 25 pacientes y comparando las imágenes con las de una máquina de resonancia magnética estándar. Los investigadores pudieron identificar la mayoría de las mismas patologías, incluidos los accidentes cerebrovasculares y los tumores. «Las imágenes parecen tener la calidad suficiente para ser clínicamente útiles en diversas situaciones», dice el neurocientífico Tom Johnstone, de la Universidad de Tecnología de Swinburne en Melbourne, que no participó en el estudio. «La evaluación rápida del accidente cerebrovascular, que tiene un gran impacto en el éxito de las intervenciones, podría facilitarse si la resonancia magnética ULF se encuentra en más ciudades, o incluso en unidades móviles.»

El nuevo diseño se une a una lista cada vez mayor de otros escáneres de resonancia magnética ULF que se están desarrollando. Una empresa llamada Hyperfine, con sede en Guilford, Connecticut, recibió la aprobación de la FDA el año pasado para su escáner portátil, pero los detalles del diseño son propietarios. Wu y sus colaboradores han hecho que sus datos, diseños y códigos estén disponibles en línea, lo que podría acelerar las mejoras de ULF y controlar los costes. (La máquina de Hyperfine es más del doble del precio estimado de la del equipo de Hong Kong.)

A pesar de su promesa, los dispositivos ULF no están destinados a reemplazar los escáneres de gran precisión. Son prometedores en entornos de «triaje», donde los pacientes no pueden moverse o el tiempo es crítico. «Tiene un papel que desempeñar como un dispositivo de escalada», dice Geethanath. Es probable que la gama de aplicaciones crezca a medida que mejore el rendimiento, y Wu tiene algunas ideas al respecto. «En este momento, los sistemas de resonancia magnética están construidos como si no supiéramos nada sobre lo que estamos escaneando, pero a menudo la información que necesitamos es muy sutil», dice Wu, señalando qué será diferente. «Será una gran revolución, impulsada por la informática barata». Él prevé un uso más amplio de la tecnología de resonancia magnética, más cercana a las necesidades clínicas en el punto de atención. «El fenómeno de la resonancia magnética nuclear es un regalo de la naturaleza», dice. «Debemos usarlo más.»

Simon Makin

Referencia: «A low-cost and shielding-free ultra-low-field brain MRI scanner»; Y. Liu et al. en Nature Communications, vol. 12, artículo n.º 7238, 14 de diciembre de 2021.

La persona ha reconocido elementos visuales sencillos gracias a un sistema compuesto por un implante con microelectrodos y una retina artificial. De entre todos los sentidos que utiliza el ser humano para relacionarse con el mundo, la vista tiene un lugar destacado. Más allá del oído y el tacto, la visión se considera el sentido más importante por personas de muy diferentes culturas y esto se refleja, a su vez, en infinidad de elementos de las sociedades humanas que giran en torno a la estética. La pérdida total de la vista supone, así, una desconexión sustancial de parte de ese mundo y una dificultad añadida en la vida diaria.

Desde tiempos remotos, la humanidad ha soñado con recuperar este preciado sentido en las personas ciegas... sin éxito. La carrera de fondo para conseguir este ambicioso objetivo ha estado repleta de fracasos a lo largo de la historia, más allá de la ficción. Sin embargo, en el último siglo, diferentes innovaciones científicas han permitido avanzar hacia este fin: trasplantes de córneas, retinas artificiales, células madre, optogenética, estimulación magnética transcraneal...

Recientemente, un equipo internacional de científicos ha mostrado el potencial de una nueva herramienta en este campo de investigación: un sistema formado por un implante cerebral con microelectrodos combinado con unas gafas que funcionan como una retina artificial. Los resultados del estudio clínico piloto, publicados en la revista The Journal of Clinical Investigation, muestran la evolución de la visión de Bernadeta Gómez, ciega desde hace 16 años, durante seis meses de entrenamiento y uso de dicha tecnología.

Investigadores de la Universidad Miguel Hernández de Elche, de la Universidad de Utah y del Instituto de Neurociencias de Holanda han trabajado de forma conjunta para probar, por primera vez, la utilidad de un implante que se coloca sobre la corteza cerebral tras una cirugía de unas 3-4 horas. Este implante consiste en una diminuta matriz, (4,4 mm de largo y 4,2 mm de ancho) compuesta por 96 microelectrodos de 1,5 mm de largo que son capaces de estimular a las neuronas y registrar de manera simultánea su actividad. Esta tecnología ya se había usado antes para que personas con miembros amputados pudieran mover extremidades robóticas a través del pensamiento y también en primates para restaurar ciertos detalles de su visión. Los científicos querían averiguar si el implante podría ser también útil en humanos con ceguera total y qué experiencia visual conseguirían a través de este.

Bernadeta Gómez perdió la visión completamente a los 57 años, en 2005, debido al daño irreversible de los nervios ópticos (que conectan los ojos con el cerebro) provocado por graves complicaciones frente a una infección. Desde entonces, no había experimentado ninguna sensación visual del mundo a su alrededor. Sin embargo, esto cambió cuando los investigadores le colocaron y activaron un diminuto implante en una región cerebral responsable de la visión (la corteza visual), situada en el lóbulo occipital, en la parte posterior de la cabeza. Gracias a la estimulación de las neuronas con esta implante, Gómez podía distinguir diminutos destellos de luz (llamados "fosfenos") en lugares concretos de su campo visual. Al principio, los científicos tuvieron que configurar el sistema para fijar el umbral de la intensidad eléctrica de los microelectrodos necesaria para provocar un estímulo visual sin dañar a las neuronas. Este valor rondaba los 67 microamperios. Además, también se necesitaron meses de entrenamiento, con sesiones diarias, para que Gómez distinguiera los destellos de luz generados gracias al implante. Este paso fue complicado al principio, ya que la implantación quirúrgica de la matriz con microelectrodos en el cerebro le provocó la visión espontánea y repetitiva de fosfenos, aunque estos desaparecieron al poco tiempo. A su vez, los investigadores añadieron a esta tecnología una cámara, colocada sobre unas gafas, que recibía la información visual y, mediante un software específico, se transformaba esta información en estímulos eléctricos transmitidos por el implante que Gómez percibía como puntos de luz. De esta forma, se sustituía la función del ojo por este sistema de retina artificial. Con el paso de los meses y gracias a la activación conjunta de varios microelectrodos del implante, Gómez pudo ser capaz de detectar formas sencillas (barras horizontales y verticales) y algunas letras en dos dimensiones como la «o», la «l» o la «i». También podía localizar la posición de cuadrados blancos en una pantalla. Este ensayo clínico piloto demuestra el uso seguro del implante cerebral para provocar sensaciones visuales sencillas durante seis meses. No se registraron daños en las neuronas, ni tampoco actividades eléctricas anormales que pudieran provocar epilepsia. En cualquier caso, esta tecnología se encuentra aún en una fase muy preliminar, pues cuenta con importantes limitaciones.

En primer lugar, este sistema está pensado para personas que no siempre estuvieron ciegas y en las que la corteza visual sigue siendo funcional. Para que en un futuro sea posible percibir imágenes más complejas, será necesario usar implantes con un número muy superior de microelectrodos (en torno a los 1.000) o usar varios implantes conectados entre sí.

Por otra parte, este sistema no permite la visión de detalles del exterior de forma inmediata, sino que se necesitan sesiones diarias, de varias horas, de entrenamiento y configuración del sistema para el reconocimiento de detalles del mundo exterior a partir de destellos de luz. Además, la persona depende de un complejo sistema para poder percibir ciertos detalles visuales de manera temporal. En el momento en el que el sistema se apaga, el individuo vuelve a ser ciego.

Los investigadores ven el potencial de esta herramienta para dar más autonomía a los invidentes en el futuro, pero reconocen que se encuentran en una fase muy inicial. Planean utilizar el implante en más personas, activando más electrodos y con un sistema más sofisticado de codificación de las imágenes del exterior, para conseguir así más datos sobre su funcionamiento y también perfeccionar el sistema.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Harvard y el Hospital Brigham and Women ha desarrollado un tipo de tinta o hidrogel cargado con microbios para crear estructuras de materiales vivos. Aseguran que los productos impresos en 3D con ese material pueden liberar fármacos o eliminar contaminantes químicos de su entorno.

Imprimiendo tinta viva

El artículo científico con los resultados ha sido publicado en la revista Nature Communications y en él los investigadores explican el proceso desarrollado durante varios años hasta conseguir demostrar la eficacia de este nuevo material de impresión 3D. A lo largo del proceso se han encontrado con retos importantes como conseguir que el material vivo se comportará ante su entorno de forma adecuada, pero también que sus propiedades permitieran usarlo en una impresora 3D para darle forma.

Los investigadores comenzaron por el segundo de estos retos, las tintas biológicas deben cumplir con dos requisitos para que puedan usarse en una impresora 3D. Primero es necesario contar con una viscosidad suficientemente baja para facilitar la extrusión, pero a su vez requieren que esa viscosidad sea alta para conservar su forma tras la impresión.

Con esto en mente, se recurrió a incorporar en la tinta la bacteria Escherichia coli (también conocida como E. coli) y nanofibras. La E. coli es una bacteria que forma parte de la microbiota del tracto gastrointestinal de animales como los pingüinos y el ser humano. «Se extruyó (proceso para dar forma a una masa) una mezcla de alginato y E. coli sobre una superficie de impresión que consistía en cloruro de calcio, sobre la cual las moléculas de alginato se reticulan para formar un gel solidificado», explica el paper.

Para conseguir la viscosidad adecuada, los investigadores se inspiraron en la fibrina, una proteína involucrada en la formación de coágulos sanguíneos. Después de demostrar que el rendimiento de impresión de la tinta microbiana era positivo, los científicos introdujeron los microbios genéticamente modificados en el hidrogel para producir las estructuras vivientes con la impresora 3D.

La tinta reacciona al entorno

El equipo adoptó tres enfoques diferentes, donde cada uno persigue que la función del material impreso se pueda aplicar a distintos casos como administrar medicamentos. Para ello, la tinta microbiana se forma a partir de células genéticamente modificadas.

El resultado es un material vivo que pretende servir en aplicaciones terapéuticas, por ejemplo como fármaco biológico contra el cáncer que secreta azurina en el medio extracelular. La azurina es una cuproproteína que se está estudiando como bloqueante de las células cancerosas. La cápsula impresa en 3D se incubó durante 48 horas para demostrar el funcionamiento del material vivo como terapia.

En otro proceso, el equipo al mando del estudio se centró en utilizar el material vivo para secuestrar un químico tóxico, el bisfenol A (BPA) que se encuentra en plásticos de policarbonato y se utiliza para botellas de agua, por ejemplo. Tras 12 y 24 horas de incubación la estructura impresa en 3D con el hidrogel, al que habían nutrido con nuevas células (CsgA-BPABP), llegó a secuestrar entre el 8% y el 27% del BPA del entorno.

En tercer lugar, se analizó las posibilidades de regular el crecimiento celular del material. Se programaron las células para expresar la toxina endoribonucleasa (MazF) que puede detener el crecimiento celular y hasta provocar la muerte de las células. Con ello, se utilizó el hidrogel para imprimir una estructura donde se comprobó que la proliferación de colonias se había reducido, aunque más tarde el crecimiento se restauró en cierto modo.

«Dicho sistema de regulación se puede diseñar adicionalmente para controlar eficazmente el crecimiento celular y / o inducir la muerte celular dependiendo de la necesidad» aseguran en el informe. Esta cualidad plantea la posibilidad de contar con un material que crece en entornos controlados, lo que para los investigadores es potencialmente interesante en aquellos lugares donde escasean los recursos como nuevos planetas.

Viajando a Marte

«Nuestro bioenlace microbiano también podría ser particularmente útil para la construcción de estructuras en el espacio o hábitats extraterrestres» afirman los investigadores. Transportar los recursos necesarios para establecer colonias en el planeta rojo supondría un esfuerzo titánico para las agencias y empresas espaciales.

Por este motivo, se plantea la posibilidad de generar los recursos en el mismo planeta aprovechando los materiales que hay allí o llevando materiales que permitan su cultivo. La tinta viva que propone este estudio, podría reproducirse o cultivarse para contar siempre con material de construcción, como si se tratara de la masa madre utilizada en panadería.

Por último, el equipo de investigación de Harvard sugiere combinar su desarrollo con otras tecnologías de materiales, «como las que ya están incorporando células vivas en materiales de construcción estructurales».

Fuente: elespanol.com

Si bien estos microrrobots en forma de pez aún se encuentran en fases de prueba, hasta ahora los resultados han demostrado resultados prometedores.

Pero, ¿cómo fue posible desarrollar estos microrrobots?

Para lograrlo, los investigadores imprimieron en 4D microrrobots en forma de cangrejo, mariposa o pez utilizando un hidrogel sensible al pH.

Al ajustar la densidad de impresión en ciertas áreas de la forma, como los bordes de las garras del cangrejo o las alas de la mariposa, el equipo codificó la transformación de su forma como una respuesta al pH, ya que los tumores existen en microambientes ácidos.

Posteriormente, hicieron que los microrrobots fueran magnéticos, colocándolos en una suspensión de nanopartículas de óxido de hierro.

Durante las pruebas, los científicos demostraron varias capacidades de los microrrobots. Por ejemplo, el microbot con forma de pez tiene una “boca” ajustable que se abre y cierra en respuesta a los cambios del pH.

Esto llevó a los expertos a demostrar que era posible conducir a los “peces” a través de vasos sanguíneos simulados para llegar a las células cancerosas en una región específica, y que cuando bajaba el pH, el pez abría la boca para liberar un fármaco de quimioterapia, que mataba las células cercanas.

Ahora, los investigadores buscan hacer aún más pequeños los microrrobots en forma de pez para navegar por los vasos sanguíneos reales y llegar a las células cancerosas, así como identificar un método de imagen adecuado para rastrear sus movimientos en el cuerpo.

Fuente: unotv.com

Por suerte, los científicos han descubierto que hay una puerta trasera en las vías nasales que permiten el acceso directo al cerebro sorteando esta barrera.

Los científicos coreanos han aprovechado esa puerta, en este caso en el cerebro de ratones, para probar su último descubrimiento: unos nanorobots hechos con células madre de transferencia nuclear humana (hNTSC) que se pueden controlar magnéticamente (como se puede ver en el vídeo sobre estas líneas) y que son capaces de llevar medicamentos

Aparte de las células madre, estos nanorrobots llevan nanopartículas de óxido de hierro que permiten que se pueda controlar su movimiento (tanto el de giro como el de traslación) por el torrente sanguíneo de manera precisa mediante imanes.

Además, cuando estos nanorrobots llegan al cerebro (aseguran los investigadores en un artículo publicado en la revista "Advanced Healthcare Materials"), son capaces de diferenciar entre neuronas, células precursoras neurales y neurogliocitos, algo es muy útil a la hora de tratar distintos trastornos del sistema nervioso.

Para poner a prueba estos nanorrobots, los investigadores primero se aseguraron de que el campo magnético controla correctamente su movimiento pasándolos a través de canales microfluídicos en el laboratorio. A continuación, el equipo los trasplantó en tejidos cerebrales cultivados ‘in vitro’ para comprobar su funcionamiento. Y por último, se los administraron a ratones por vía nasal para comprobar si pasaban a barrera hematoencefálica si podían guiarlos al lugar deseado mediante los imanes.

Los investigadores aseguran en las conclusiones de su estudio que su método es superior en eficacia y seguridad a los tratamientos quirúrgicos convencionales. Y que este enfoque tiene el potencial de tratar eficazmente los trastornos del sistema nervioso central de forma apenas invasiva.

«Esta investigación supera las limitaciones en la administración de un agente terapéutico en los tejidos cerebrales debido a la barrera hematoencefálica», afirma el profesor Choi Hongsoo, uno de los investigadores que ha liderado este descubrimiento. «Abre nuevas posibilidades para el tratamiento de diversas enfermedades neurológicas intratables, como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Párkinson y los tumores cerebrales, al permitir la administración precisa y segura de células madre a través del movimiento de un microrrobot basado en hNTSC guiado magnéticamente a través de la vía intranasal».

Fuente: elconfidencial.com

Sin embargo, el cirujano mantiene el control sobre las capacidades de movimiento precisas de la inserción asistida por robot, utilizando habilidades técnicas, capacitación y experiencia.

Según ha informado iotaMotion, al insertar implantes cocleares manualmente, la cantidad de fuerza utilizada puede aumentar cuando el electrodo se empuja a través de los milímetros finales a través de las áreas sensibles de la oreja; como resultado, se estima que entre el 15% y el 50% de todas las personas que reciben un implante coclear han informado pérdidas adicionales de su audición natural. Al reducir la velocidad del procedimiento y darle al cirujano un control adicional, iotaSOFT tiene como objetivo limitar la cantidad de daño causado a la delicada cóclea por la cirugía en sí, ayudando a mantener la audición residual del paciente.

El dispositivo robótico montado en el hueso ayuda al cirujano durante la inserción de la matriz de electrodos del implante reduciendo la variabilidad de la inserción y las fuerzas indeseables

“Históricamente, los conjuntos de electrodos de implante coclear se han colocado únicamente a mano con fórceps y otros instrumentos manuales. Con el advenimiento de los sistemas asistidos por robótica como el iotaSOFT, ahora tendremos la capacidad de colocar el electrodo en las delicadas y diminutas estructuras de la cóclea con la precisión y estabilidad adicionales brindadas por la asistencia robótica”, ha señalado Marlan Hansen, director médico en iotaMotion. “Existen claras oportunidades para mejorar los resultados, optimizar la preservación de la función existente y respaldar resultados consistentes para cirujanos y pacientes en los EUA y en todo el mundo”, ha añadido.

En un oído normal, las vibraciones sonoras en el aire provocan vibraciones resonantes de la membrana basilar dentro de la cóclea. El movimiento de las células ciliadas, ubicadas a lo largo de la membrana basilar, crea una perturbación eléctrica que puede ser captada por las células nerviosas circundantes, lo que permite al cerebro interpretar la actividad nerviosa y determinar qué frecuencia de sonido se escucha. El implante coclear evita las células ciliadas y estimula los nervios cocleares directamente mediante impulsos eléctricos. Esto permite que el cerebro interprete la frecuencia del sonido como lo haría si las células ciliadas de la membrana basilar funcionaran correctamente.

Fuente: consalud.es