Investigadores mexicanos y estadounidenses crean una Ventana al Cerebro con cerámica transparente
Cuando una persona sufre algún trauma en la cabeza o algún tipo de cáncer, puede llegar a necesitar implantes que le permitan hacer una vida normal e incluso recuperar movilidad facial. Desde 1987, en el Hospital General de México, se realizan implantes craneales; sin embargo, la técnica empleada, además de requerir muchas actividades de diseño manual, era sumamente tardada. El proceso era:
– Obtener una tomografía.
– Enviarla a un taller donde se generaba una representación de la lesión en cera.
– Hacer un molde de yeso sobre la cera.
– Derretir la cera para desprenderla.
– Colocar polimetilmetacrilato (PMMA), una especie de resina usada en el área dental.
Finalmente la pieza se endurecía para lograr el implante. Este procedimiento tardaba de 12 a 15 semanas si se tenían toda la información y materiales necesarios. Fue por esta razón que, en 2015, investigadores de la Universidad Nacional Autónoma de México, trabajaron en la creación de implantes a través de impresión en 3D, lo cual, además de acelerar el proceso de creación, reducía los costos.
Fuente: conacytprensa.mx
Ahora, en 2017, se da a conocer el desarrollo de un implante craneal de céramica transparente hecha a base de zirconia. Ventana al Cerebro, como ha sido llamado, es una colaboración de nueve investigadores que pertenecen a instituciones como: Centro de Investigación Científica y Educación Superior de Ensenada (CICESE); Universidad de California en Riverside; la Universidad de California en San Diego; el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE); el Instituto de Investigaciones en Materiales de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).
El objetivo es lograr diagnósticos y tratamientos no invasivos de lesiones cerebrales, pues no se tocaría el tejido. A través de este implante y herramientas ópticas y luz láser, se podría obtener la información sobre daños.
Ventana al Cebrero cuenta con la participación de estudiantes de posgrado y postdoctorales de más de siete disciplinas diferentes. Ellos están encargados de perfeccionar el implante que reemplazará secciones del cráneo para permitir el acceso visual al tejido cerebral.
De acuerdo con David Halaney, estudiante postdoctoral, en la últimas pruebas, el implante se ha puesto a 14 ratones. El modelo es colocado generalmente en la parte frontal derecha.
¿Por qué cerámica transparente de zirconia?
El doctor Javier Garay, de la Universidad de California informa que las ventajas de utilizar cerámicos es que son más biocompatibles; a diferencia del metal, que se degrada, la zirconia puede durar hasta 72 años. Además, destacó que su dureza es semejante a la de los huesos; esto significa que, si el paciente llegara a recibir un golpe en el lugar del implante, éste no se quebraría.
De acuerdo con los especialistas, este tipo de cerámica se comenzó a utilizar hace unos 10 años, aunque Ventana al Cerebro inició sus participaciones hace cinco. Fueron a los doctores Guillermo Aguilar y Santiago Camacho, a quienes se les ocurrió que podrían usarlo como una ventana —de ahí su nombre—, lo cual permitiría el monitoreo de las lesiones. A través de nanotecnología redujeron los defectos del material hasta llegar a la transparencia.
Esquema del implante. Fuente: conacytprensa.mx
La óptica en Ventana al Cerebro
La colaboración multidisciplinaria en proyectos como Ventana al Cerebro permite a los investigadores tener herramientas más completas y precisas para el diagnóstico y monitoreo de enfermedades.
Contar con expertos en materia óptica y electrónica, ayuda a que este implante sirva para el tratamiento y estudio de desórdenes como el cáncer; pero también para entender fallas generales relacionadas con el flujo sanguíneo. La sangre podría ser monitoreada con luz láser en el tejido y, a través del dispositivo, traducir esa información sin necesidad de abrir al paciente.
Fuente: paradisi.de
El doctor Rubén Ramos García explica que, cuando uno manda luz láser al tejido, la luz regresa y lleva con ella toda la información que se cruzó en su camino; entonces se analiza y obtienen datos. Asimismo, en la terapia fotodinámica se colocan medicamentos activados con láser. Si no se ilumina, la droga es inocua para el ambiente donde se encuentre; por el contrario, si se ilumina, es tóxica y puede matar células cancerígenas sin afectar a otras células.
Con Ventana al Cerebro también se profundiza, de esta manera, en la terapia fotodinámica como alternativa para eliminar virus, bacterias y células cancerígenas.
Más sobre Ventana al Cerebro
Ventana al Cerebro nació en 2010, se desarrolló en 2012, y en 2015 recibió financiamiento a través de la Fundación Nacional para la Ciencia (NSF, por sus siglas en inglés), de Estados Unidos, y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), de México, de casi seis millones de dólares. Si bien este proyecto está en etapas iniciales, ya se realizan pruebas con ratones.
Además, incorpora especialidades como ingeniería biomédica, óptica, ciencia de materiales, neurociencias, ingeniería mecánica, biología; así como otras cinco subdisciplinas derivadas de estas ciencias.
Los participantes destacan la colaboración y retroalimentación constantes entre investigadores. El siguiente paso es perfeccionar el modelo para probarlo en seres humanos; así como para obtener los mecanismos de autorización por parte de los organismos nacionales e internacionales en materia de salud.
