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Tecnología cada vez más pequeña y eficaz, dispositivos con sorprendentes aplicaciones y usos revolucionan el mundo de las ciencias conformando una biotecnología y biomedicina cada vez más amplia. Proyectos y desarrollos que desafían siempre el límite de lo existente en busca de soluciones, sobre todo para las afecciones de la salud o el cuidado del bienestar físico. Aquí un repaso de algunos de los logros y proyectos del año que concluyó y algunos recientes del año que comienza.

 

Investigadores de Harvard School of Engineering and Applied Sciences, conducidos por el profesor de Mecánica y Materiales, Zhigang Suo han logrado un innovador material: hidrogel compuesto por agua y polímeros que puede estirarse hasta veinte veces su tamaño y absorber presión y tensión sin romperse (una banda elástica o de goma se rompe al estirarse seis veces su tamaño). Tal resistencia se ha logrado gracias a dos componentes que sirven de estructura. La primera son largas cadenas de carbohidratos derivadas de algas. Las cadenas encastran gracias a la acción de iones de calcio. La segunda estructura, está hecha de polímeros sintéticos. La energía del impacto se distribuye de tal forma por el material que los iones de calcio, atraídos a los segmentos con carga negativa en la estructura de algas, encastran manteniendo la estructura primaria aun cuando se estira el material.

Actualmente, si en el organismo humano un cartílago se rompe, difícilmente pueda repararse por sí mismo. Este hidrogel, podrá ser utilizado en el futuro para la ingeniería de tejidos y prótesis. La autoreparación en este hidrogel lleva un proceso de horas, por lo que todavía los científicos deben mejorar este tiempo para que pueda ser usado en la medicina regenerativa del futuro con amplias posibilidades de éxito.

 

John Klein, cardiólogo del Boston Children Hospital y su equipo de colaboradores han desarrollado una solución inyectable que contiene microburbujas de oxígeno para casos de emergencia en pacientes con un ataque de asma, personas que sufren un ahogo por atragantamiento o por inmersión en agua y que sufren de falta de oxígeno; falla que conduce en pocos minutos a la muerte por paro cardiorrespiratorio y daño cerebral.

Gracias a la nanotecnología, los científicos obtienen la mezcla de fosfo-lípidos en una cámara oxigenada; así logran microburbujas con una membrana lípida que contiene puro oxígeno, su presión es más elevada que la del torrente sanguíneo. Así es que el gas se puede esparcir a los glóbulos rojos por contacto, sin provocar embolia. Los científicos inyectaron esta solución a conejos bajo anestesia con su sistema respiratorio bloqueado y pudieron mantenerse vivos, quince minutos, sin llegar al paro cardiorrespiratorio. Es un tiempo más que valioso para poder realizar procedimientos para salvar la vida, ya sea en un accidente o en una cirugía. Pero existe todavía un obstáculo a superar; la solución oxigenada necesita constante flujo de solución salina, lo que puede conducir a un edema.

 

Otro obstáculo es la generación de dióxido de carbono que no logre eliminarse del organismo debido a que no hay respiración normal.

 

En esta misma línea de investigación, la empresa de tecnología militar DARPA (Agencia de Investigación en Proyectos Avanzados de Defensa, por sus siglas en inglés) perteneciente al Departamento de Defensa de Estados Unidos, también ha desarrollado una espuma de polímeros que detiene el sangrado. Una reacción química es la que evita el sangrado gracias a una espuma que presiona en la herida interna deteniendo el flujo de sangre. Esta espuma incrementa las chances de sobrevivir en un herido luego de tres horas, del 8 al 72 por ciento.

El especialista en Materiales John Rogers, de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, junto a la empresa MC10 de Massachussets ha desarrollado circuitos de silicio en forma de apósitos. Son dispositivos elásticos que podrán adherirse al cuerpo como un apósito y realizar diversas funciones, tales como medir temperatura corporal, frecuencia cardiaca, presión arterial, nivel de perspiración, hidratación y transmitir esta información en forma inalámbrica a un smartphone. La empresa ya trabaja para sumar esta tecnología a una conocida marca de ropa deportiva. Específicamente un indicador de impacto en una fina malla a colocarse dentro de los protectores de cabeza o casco para diversos deportes como el hockey. “Contiene sensores biométricos que proveen información sobre el impacto sufrido en la cabeza” dice David Icke, CEO de MC10.

 

Por otra parte, en la feria de tecnología CES (Consumer Electronics Show, por sus siglas en inglés) que se lleva a cabo cada año en Las Vegas, muchos son los dispositivos tecnológicos que se han presentado para el cuidado de la salud.

Es el caso del iSpO2, un oxímetro de pulso fabricado por la empresa Masimo en Irvine, California. El iSpO2 mide la cantidad de oxígeno en sangre. El dispositivo emite una luz infrarroja y otra roja hacia el dedo y la sangre absorbe cantidades diferentes de cada frecuencia en función de la cantidad de oxígeno transportado por los glóbulos rojos. Masimo ya fabrica oxímetros de pulso para el entorno médico, pero su producto pretende estar destinado a los consumidores. Quienes seguramente harán uso de este dispositivo son los pilotos de avión en el caso de sufrir una despresurización, y los alpinistas en grandes alturas; ya que el iSpO2 es una alerta ante la hipoxia, es decir la falta de oxígeno en sangre. Este dispositivo se utiliza conjuntamente a un IPad o IPhone, descargando una aplicación gratuita de Internet.

Hothead Technologies, compañía de Dallas que se especializa en sistemas de advertencia de sobrecalentamiento para el sector industrial y el deporte, ha presentado su producto Spree, una cinta con sensores que se ubican en la cabeza y que miden la frecuencia cardiaca, la temperatura corporal y el movimiento, y que funciona con o sin un teléfono inteligente.

Carol Torgan, fisióloga del ejercicio y miembro del Colegio Americano de Medicina Deportiva sostiene que la amplia cantidad de usuarios que se conectan a los teléfonos inteligentes está cambiando el concepto del fitness. Consiste en conectar a los deportistas un dispositivo para su seguimiento, que permite el monitoreo de datos, y la posibilidad de compartir y comparar los mismos.

 

La compañía Illumina fabrica secuenciadores para análisis de ADN, enfocada en los cromosomas, y su tecnología puede detectar cuando existe un número anormal de cromosomas en embriones fecundados in vitro. El análisis de ADN también podría servir de ayuda antes de la concepción.

Por su parte, la compañía de Biotecnología Presage Biosciences, con sede en Seattle ha logrado desarrollar un dispositivo que inyecta pequeñísimas dosis de drogas a tumores cancerígenos mientras están en el cuerpo del paciente. El dispositivo utiliza varias agujas para inyectar pequeñas cantidades de fármacos a través de la piel en un tumor vivo. Luego los médicos pueden extirparlo y estudiar cómo ha sido la acción de lo inyectado, y al ser mínimas cantidades los fármacos actúan localmente en el tumor sin causar efectos secundarios. El doctor Jim Olson, oncólogo fundador de Presage e investigador del Centro de Investigación contra el Cáncer Fred Hutchinson, señala que quieren desarrollar una versión portátil y desechable del dispositivo que además tendrá otras aplicaciones. Podría utilizarse para estudiar nuevos tratamientos experimentales. Así, la empresa farmacéutica Millennium está utilizando la tecnología de Presage para probar combinaciones de medicamentos contra el cáncer en tumores sólidos en animales de laboratorio e identificar los tratamientos más eficaces. Después, los medicamentos que funcionen mejor dentro del tumor pueden ser administrados en dosis mayores en forma sistémica para combatir el cáncer en todo el cuerpo; y quizás se logren terapias con menos efectos secundarios para el paciente.

 Fuentes:

http://www.seas.harvard.edu/directory/suo

http://mc10inc.com/pages/tech_overview.php

http://www.illumina.com/

http://www.darpa.mil/

http://www.cesweb.org/

 

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