Ponencia presentada por Teresa Campos el pasado sábado día 15 de Noviembre.
Comienza a vislumbrarse el día en que existirán
recambios para cada órgano y función del cuerpo. Serán prótesis; tejidos
prácticamente naturales o gadgets electrónicos o robotizados; y en un futuro
podremos reparar prácticamente cualquier parte del cuerpo, e incluso mejorarlas
Recientemente se
presentaba en el Museo de la Ciencia de Londres Rex, el primer hombre
completamente biónico, un artilugio con
aspecto y rostro humano formado por órganos artificiales, sangre sintética,
extremidades robóticas, retinas artificiales… El principal atractivo de Rex es
que incorpora algunos de los últimos avances en tecnología protésica y en
robótica y evidencia lo cerca que se está de reconstruir totalmente el cuerpo
humano (a excepción del cerebro), pues algunas de sus partes ya han sido
utilizadas en personas. Porque, para ser precisos, Rex tiene mucho de biónico
pero nada de hombre, mientras que por la calle uno se cruza con humanos que sí tienen algo de biónicos: un marcapasos, un implante de estimulación
cerebral profunda, un implante coclear, prótesis más o menos sofisticadas,
lentes intraoculares, órtesis, implantes dentales o, por qué no, pechos de
silicona. Son muchas las personas que han incorporado a su cuerpo algún
mecanismo artificial para sustituir alguna función u órgano perdido o mejorarlos.
Y no son sólo la
robótica y la protésica quienes hoy aportan recambios al cuerpo humano. Hay
quien opina que los avances biónicos quedarán en breve aparcados por los logros
de la medicina
regenerativa y la ingeniería de
tejidos, que prometen construir
corazones, hígados, huesos y prácticamente cualquier órgano a partir de células
del propio cuerpo.
“Hasta finales del siglo XX se buscaba reparar los órganos y tejidos humanos
mediante su sustitución por un dispositivos mecánicos o eléctricos; ahora se
busca que el organismo se autorregenere y repare”, explica el director del Institut de Bioenginyeria de
Catalunya (Ibec), Josep A. Planell. No obstante, descarta que la biónica vaya a
quedar arrinconada o no tenga futuro porque, en su opinión, son vías de
reparación humana complementarias. “El marcapasos o el riñón artificial son muy
útiles y puede que lo sigan siendo, porque la regeneración de tejidos no
llegará a todo ni a todos, tanto por su coste como porque a partir de cierta
edad no sabemos si las células de los pacientes serán capaces de regenerar”,
ejemplifica.
José Luis Pons,
investigador en bioingeniería del CSIC, explica que son muchos los equipos
científicos, y de ámbitos muy diferentes, que trabajan en proyectos dirigidos a
replicar el cuerpo humano y coincide en que resultan complementarios. “Desde la
robótica, por ejemplo, se trabaja en reproducir modelos de todos los sentidos –oído, vista, tacto, gusto…–, o
en reproducir los gestos con músculos artificiales; desde la protésica se
intenta reproducir los movimientos de la persona y el funcionamiento del
sistema nervioso central; y quienes trabajan con biomateriales desarrollan
tejidos que pueden reproducir órganos, como, por ejemplo, orejas o piel para
personas que se han quemado”, apunta.
Visita al médico- La consulta al médico cambiará drásticamente en
los próximos 20 años. De hecho, el rol del profesional de la salud irá mutando
al de un gran intérprete que no necesariamente tendrá que ser la fuente de todo
el saber, pero sí saber hacer las preguntas correctas. Las principales empresas
de tecnología están hablando de la medicina como su foco y prioridad. IBM
prometió comenzar a dotar a Watson en los próximos cuatro años de toda la
información médica disponible en el planeta. “Se consultará en la web en la
historia completa de la medicina de la humanidad para lograr la mejor
combinación para esa necesidad específica. Será como tener una gran junta de
los mejores especialistas del mundo sentados frente a uno”, dice Meyerson. Por
ejemplo, si un paciente consultara por el tratamiento para un tipo de diabetes,
podremos, a través de la tecnología, cruzar todos los casos particulares de
diabetes de la historia en busca de similitudes y tratamientos exitosos. Luego
de que el médico le diga a la máquina todos los síntomas y el estado general
del paciente, este cerebro digital le devolverá en cuestión de segundos los 4 o
5 diagnósticos más probables.
Además, ¿quiere
saber sus posibilidades exactas de contraer tal o cual enfermedad o cómo se
completa su árbol genealógico según su ADN? Hoy, la empresa 23andme entrega,
por 99 dólares, la secuencia parcial del genoma con un detalle exhaustivo con
sólo acceder a una muestra de saliva del paciente.
Recreación y
regeneración de órganos- La
aportación de la bioingeniería al almacén de repuestos humanos no es menos
importante: orejas, vejigas, tráqueas, huesos, cartílagos, piel artificial… El
director del Ibec, Josep A. Planell, explica que, inicialmente, la técnica más
utilizada era extraer células madre de
la persona, convertirlas en el tejido que interesa regenerar y luego sembrarlas
en un dispositivo o molde hecho de material biodegradable que se implanta en el
cuerpo y que con el tiempo desaparece dejando sólo las células que se han
producido.
Órganos recambiables- Estimulador cerebral- El implante de electrodos en el cerebro para dar
impulsos eléctricos controlados en diferentes circuitos cerebrales permite corregir
problemas de movimiento, temblores y trastornos psiquiátricos. Se emplea en
pacientes con parkinson, esclerosis múltiple, distonías, epilepsia, obsesiones,
depresión, anorexia.
Oído- Hace años que
los implantes cocleares, mediante estimulación eléctrica del nervio auditivo,
permiten oír a las personas sordas.
Oreja- 3D Bioingenieros
de EE.UU. han fabricado orejas a partir de moldes creados con una impresora 3D.
Al molde le inyectan colágeno para darle soporte biológico y después le aplican
células del cartílago de la
persona.
En unos días los componentes biológicos se apropian
del órgano artificial y está listo para implantar.
Tráquea- En el 2011 se
trasplantó en el Instituto Karolinska de Suecia una tráquea artificial
desarrollada sobre un modelo de plástico al que se le habían implantado células
madres de la médula ósea del paciente. Y en el 2008, en el hospital Clínic de
Barcelona se había implantado otra creada a partir de un trozo de tráquea de
una persona fallecida que se descelularizó y se repobló con células madre y
células epiteliales de la paciente.
Hígado- Hay pruebas de
laboratorio para fabricar un hígado artificial a partir de células madre. Ya se
ha implantado con éxito en ratas.
Vértebras- Existen
discos vertebrales artificiales que evitan tener que soldar las vértebras y
perder movilidad cuando el disco natural está dañado.
Piel- En Estados
Unidos se comercializan parches de piel artificial obtenidos de piel que se
desecha en las operaciones de fimosis y que se utilizan para regenerar piel
enferma.
Vasos sanguíneos- Se
está experimentado con colágeno de salmón para fabricar venas y arterias.
Sangre- Hay proyectos
de investigación financiados por la Armada estadounidense encaminados a
fabricar sangre artificial, un fluido que transporte el oxígeno por el
organismo. La primera transfusión con sangre artificial fabricada a partir de
la hemoglobina de vaca se hizo en Australia en el 2010.
Cartílago- Se elabora
cartílago artificial a partir del cartílago del salmón para después infiltrarlo
en la rodilla humana porque consigue la regeneración del cartílago del paciente en unos meses.
Brazo- Hay brazos
artificiales que permiten mover los dedos o doblar el codo con el pensamiento
gracias a conexiones entre las terminaciones nerviosas del pecho y las
conexiones del aparato. Para mover el brazo, la persona piensa en mover los
pectorales y, cuando se activan esos músculos, estos envían una señal a los
electrodos, que mueven la
prótesis. Y hay brazos robóticos que pueden manejar personas
tetrapléjicas gracias a unos electrodos implantados en el cerebro.
Mano- Las prótesis de
mano han evolucionado hasta lograr una apariencia y movimientos casi idénticos
a la mano real: señalar con el índice, teclear el ordenador, coger objetos
pequeños, realizar la pinza lateral para coger un asa, girar la muñeca para
servir agua… En el mercado hay modelos que se mueven mediante impulsos
eléctricos obtenidos de las contracciones musculares de la parte del brazo a la
que se conectan y se espera implantar en breve otros con sensores en los dedos,
la palma y la muñeca que permitirán percibir sensaciones de lo que se toca.
Huesos- Se han hecho
pruebas con unos cilindros de polímeros que replican un hueso y se implantan
para servir de puente y estimular que el cuerpo reemplace la parte dañada con
nuevas células óseas.
Piernas- Las prótesis
de las extremidades inferiores permiten repetir ciclos de movimiento para
caminar, subir escaleras, pedalear. Las más avanzadas funcionan conectadas al
sistema nervioso de la persona, y convierten los estímulos neuronales y
musculares en señales eléctricas que mueven la prótesis.
Pies- Hay pies
artificiales (protésicos) diseñados para tareas específicas como bailar, nadar,
ir en bicicleta, llevar tacones… y se fabrican en función de la edad y de las
necesidades de cada persona. Y los hay que acumulan y liberan energía al andar,
facilitando un cierto empuje que permite caminar mejor.
La
estrategia de reparación y sustitución de partes dañadas del organismo será, en
un futuro próximo, claramente distinta a la de los implantes biomédicos
tradicionales utilizados en la actualidad.
Más de cincuenta millones de personas en todo el mundo tienen
implantado algún tipo de prótesis y es un hecho bien conocido en nuestra
sociedad la utilidad y necesidad de todo tipo de implantes, siendo raro que en
nuestro entorno próximo no conozcamos algún caso de familiar o amigo que los
necesite. Los biomateriales están destinados a su aplicación en seres vivos, y
para su fabricación se requiere la coordinación de expertos de muy diversos
campos. El campo de los biomateriales ha experimentado un espectacular avance
en los últimos años y una motivación importante para ello ha sido el hecho de que
la esperanza de vida aumente de forma considerable.
Por un
lado, en Finlandia, a un paciente al que habían tenido que extirparle la
mandíbula superior por culpa de un tumor, le pudieron «fabricar» una nueva a
partir de células madre extraídas de sus propios tejidos grasos que fueron
luego cultivadas en un laboratorio:
Del
cultivo se extrajeron células madre mesenquimales, que son capaces de
convertirse en células musculares, de vasos sanguíneos, o de huesos, células
que luego fueron implantadas en su propio abdomen junto con una especie de
andamio orgánico construido en fosfato de calcio, donde se les dejó crecer
durante nueve meses.
Cuando
lo extrajeron, el «andamio» estaba rodeado de varios tipos de tejido e incluso
de vasos sanguíneos, y una vez implantado en la cabeza del paciente, sujeto en
su sitio con tornillos, y conectado a los vasos sanguíneos circundantes usando
microcirugía para asegurar su conservación, el paciente ya puede volver a
hablar y comer sin necesidad de la prótesis que utilizaba antes.
Los
materiales que se emplean para la fabricación de implantes son de naturaleza
diversa: pueden elaborarse con tejidos de los propios pacientes (implantes
autógenos o autoinjerto), con tejidos de algún donante humano (homoinjerto) o
de otras especies (heteroinjero), así como a partir de materiales hechos por el
propio hombre (aloinjertos); a estos últimos se les conoce como biomateriales,
y pueden ser de origen síntetico o natural (pero modificados por el hombre).
Éstos se utilizan en la fabricación de dispositivos médicos capaces de
desempeñar diferentes funciones en el organismo humano.
Entre
los biomateriales de origen sintético se encuentran los metálicos, cerámicos,
poliméricos y los compuestos. Debido a la versatilidad y amplísima gama de
propiedades que ofrecen los poliméricos, representan el grupo más utilizado.
En las
últimas décadas, las investigaciones sobre biomateriales han tenido resultados
espectaculares en el campo de los implantes. De hecho casi cualquier parte del
organismo humano puede ser reemplazada por algún dispositivo de plástico o
combinación de plástico con metales o cerámica.
Uno de
los aspectos más destacados por el equipo de profesionales es el menor coste de
los implantes construidos con polimeros, ya que son mucho más baratos que los
que se utilizan ahora, que suelen estar hechos de titanio.
Prótesis e implantes- La historia de las prótesis, que reemplazan
artificialmente una parte del cuerpo faltante, se remonta a más de 2000 años.
La más antigua evidencia arqueológica de la que disponemos es una pierna
artificial hecha con placas de metal martilladas sobre un núcleo de madera que
se ataban con cintas al muñón de la pierna faltante.
En octubre de 2009 científicos italianos y suecos desarrollaron la primera mano
artificial con sentimiento; en marzo del año último se hicieron los primeros
implantes de retina para restaurar la visión de pacientes ciegos. “Si hoy
visitamos el quirófano para sacarnos partes del cuerpo que nos desagradan y
colocarnos otras, todo indica que cuando haya piernas o brazos mejores de los
que tenemos simplemente nos los cortaremos”, provoca Santiago Bilinkis, que
asistió en 2010 a
la Singularity
University, en la NASA, donde durante tres meses investigó y
escuchó a los líderes mundiales en medicina regenerativa, robótica,
neurociencia y nanotecnología. Pero su provocación tiene una base. Basta con
ver a Oscar Pistorius, el atleta que corre sin piernas y con dos prótesis que
le valieron quedar descalificado de los Juegos Olímpicos Pekín 2008 por estar
demasiado capacitado, es decir, más que sus compañeros que corrían con piernas
de carne y hueso.
“Hace un par de semanas se supo que un joven
australiano que tenía nula sensibilidad en uno de sus brazos optó por amputarlo
y eligió una prótesis que le da movilidad a su mano”, ejemplifica Bilinkis.
Resulta mucho más sencillo sustituir articulaciones
que se hayan desgastado, pero que estén en miembros que cuentan con todos sus
músculos, nervios y arterias. Una de las articulaciones que más se sustituye
hoy en día es la cadera, sobre todo en personas de edad muy avanzada en
cirugías que hace apenas dos décadas se hubiera considerado de altísimo riesgo.
La existencia de huesos y músculos ha facilitado y permitido un notable éxito
para implantes como los de reemplazo de cadera, de codo (con una bisagra
simple) y rodilla (donde dos piezas metálicas se colocan en los extremos del
fémur y la tibia, y entre ellos un espaciador de un plástico altamente
resistente que permite el movimiento del metal sin fricción).
Estos y otros implantes, como los tornillos y placas utilizados para fijar y
reparar fracturas, la piel artificial, los implantes cocleares que le han
devuelto el oído a muchísimas personas, avanzan continuamente gracias a nuevos
materiales, nuevos desarrollos de la microminiaturización y una mejor
comprensión de nuestro cuerpo.
Pero hay más. Ya
se trabaja a nivel de laboratorio en la implantación de chips en el cerebro de
ratones que han demostrado mejorar su memoria o perderla ante la presencia o
ausencia del chip con información. Luego vendrán los monos, después ya saben
quién.
Esta ponencia se ha realizado con diversos
artículos de diferentes autores, extraídos de Internet.
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