Noticias sobre logros en los tratamientos de salud, que modifican el organismo, humanos cibernéticos.

 Por primera vez implantan una oreja humana gracias a impresión en 3D.

Un equipo médico estadunidense ha informado que implantó por primera vez una oreja humana creada a partir de células de la paciente gracias a una impresora 3D, procedimiento que debe ayudar a las personas que sufren de una malformación al nacer.

Un bioimplante "Aurinovo" de un lóbulo. Foto Afp.

La intervención fue realizada en el marco de un ensayo clínico destinado a evaluar la seguridad y la eficacia de un implante de ese tipo para las personas afectadas por "microtia",  que es un defecto en el cual la oreja es pequeña y no se ha formado correctamente. 

Existe lo que se considera una variante conocida como microtia severa, que recibe el nombre de  "anotia", en ella existe la ausencia total del pabellón auricular, el oído externo, y el conducto o canal auditivo. Tanto la "anotia", como la "microtia", generalmente se producen durante las primeras semanas del embarazo. La mayoría de los niños con "microtia" tienen alguna dificultad para escuchar del lado afectado, debido a la ausencia tanto de canal auditivo, como de las estructuras del oído medio. Es importante realizar un estudio de seguimiento audiológico cercano para revisar el impacto vigente en la audición.

Entre los factores que pueden aumentar los riesgos de que el feto desarrolle microtia están:  diabetes en la madre y una alimentación materna pobre en carbohidratos y falta de ácido fólico conocido también como vitamina "B9" o vitamina "M".

AuriNovo, es el nombre del implante, mismo que fue desarrollado por la empresa 3DBio Therapeutics, y la cirugía llevada a cabo por Arturo Bonilla, fundador de un instituto especializado en el tratamiento de esta malformación en San Antonio, Texas.

Declaró el cirujano, citado en un comunicado de la empresa: “Como médico que ha tratado a miles de niños afectados por microtia a lo largo del país y del mundo; me entusiasma esta tecnología y lo que podría significar para los pacientes y sus familias. El procedimiento es realizado con células del cartílago de la oreja del paciente, las cuales son luego cultivadas para obtener una cantidad suficiente, y mezcladas con un hidrogel de colágeno. Esta mezcla es usada para imprimir el implante, rodeado por una cubierta impresa y biodegradable, que es absorbida por el cuerpo del paciente con el tiempo".

La oreja trasplantada debe desarrollar el aspecto y el tacto de una natural, incluso en su elasticidad, el ensayo clínico comprende a un total de once pacientes, con residencia en los estados de California y Texas.

Diagrama que ilustra cuatro grados de la "microtia". Tomada de Rare Care World.

El doctor Bonilla expresó su confianza en que este implante pueda algún día remplazar los tratamientos existentes, que implican la creación de una prótesis a partir de la extracción de cartílago de una costilla, o una sustancia llamada polietileno poroso.

Agregó a su exposición: "La primera solución es un procedimiento pesado, y el implante que usa el polietileno poroso es menos flexible que el que fue probado".

Según estimaciones de la empresa, cada año, son alrededor de un mil quinientos bebés los que presentan microtia en los Estados Unidos, .

Si no presentan problemas de salud, estos niños pueden vivir de forma normal. Sin embargo,  deben soportar la mirada de los otros niños sobre su evidente malformación.

El panorama para los implantes impresos en 3D también podrían ser utilizados para otras afectaciones relacionadas con los cartílagos, como pueden ser: defectos o heridas en la nariz, reconstrucciones mamarias o de meniscos en la rodilla.

Córnea elaborada a partir de piel de cerdo devuelve la vista a veinte personas en India e Iran, con ella se brinda esperanza de curación sin recurrir a donadores y trasplantes.

Prototipo del biomaterial que se ofrece como alternativa al tejido humano. Foto LiU.

Investigadores suecos de la Universidad de Linköping (LiU) y del "LinkoCare Life Sciences AB", efectuaron en un estudio piloto de la sueca, cuyos resultados fueron publicados en "Nature Biotechnology",  y que ofrecen una alternativa al trasplante de córneas humanas donadas, que escasean en los países donde más se necesitan, así entonces ofrecieron una esperanza a pacientes que padecen ceguera corneal y baja visión, tras desarrollar un implante hecho de proteína de colágeno de piel de cerdo, que se asemeja a la córnea humana, y el cual ya devolvió la vista a veinte personas incluidas en la prueba piloto.

Fue uno de los expertos, el profesor del Departamento de Ciencias Biomédicas y Clínicas de LiU, Neil Lagali, quién señalo en un comunicado: “Los resultados muestran que es posible desarrollar un biomaterial que cumpla con todos los criterios para ser utilizado como implante humano, que se pueda producir en masa y almacenar hasta dos años y así llegar a más pacientes. Esto nos ayuda a sortear el problema de la escasez de tejido donado y el acceso a otros tratamientos para enfermedades oculares” .

La cornea es una membrana transparente en forma de disco abombado, que constituye la parte anterior del globo ocular y se halla delante del iris.  La córnea tiene un espesor de 1 milímetro. Tomada de Instituto Nacional del Cáncer. gov.

Se estima que alrededor de 12.7 millones de personas en el mundo están ciegas debido a que sus córneas, capa transparente más externa del ojo, están dañadas o enfermas. La única forma de recuperar la visión es recibir una de un donante humano. Pero sólo uno de cada setenta pacientes recibe un trasplante. Además, la mayoría de los que lo necesitan viven en países de ingresos bajos y medios en los que el acceso a los tratamientos es muy limitado.

Informó Mehrdad Rafat, investigador y empresario detrás del diseño y desarrollo de los implantes. El es profesor asociado adjunto y conferencista principal, del Departamento de Ingeniería Biomédica de LiU y fundador y director ejecutivo de "LinkoCare Life Sciences AB", que fabrica las córneas utilizadas en el estudio: “La seguridad y la eficacia de los implantes de bioingeniería han sido el núcleo de nuestro trabajo. Hemos realizado importantes esfuerzos para garantizar que nuestro invento esté ampliamente disponible y sea asequible para todos. Por eso, esta tecnología se puede utilizar en todas partes del mundo".

Los investigadores a fin de crear una alternativa a la córnea humana, utilizaron moléculas de colágeno derivadas de piel de cerdo altamente purificadas y producidas en condiciones estrictas. La piel del animal que se usa es un subproducto de la industria alimentaria, por lo que es de fácil acceso y económicamente ventajosa.

Las córneas donadas deben usarse en dos semanas, las obtenidas mediante bioingeniería se pueden almacenar hasta dos años. Y también desarrollaron un método mínimamente invasivo para tratar la enfermedad del queratocono, en la que la córnea se vuelve tan delgada que puede provocar ceguera. Hoy día, en etapa avanzada, se extrae quirúrgicamente y se remplaza por una donada y se sutura, cirugía invasiva que sólo se realiza en hospitales universitarios más grandes.

El "queratocono" es una afección que ocasiona que sobresalga el tejido transparente en la parte frontal del ojo, en la córnea, este tejido transparente con forma de domo que cubre el ojo se vuelve más delgado y protruye hacia adelante en forma de cono Se desconoce con exactitud la causa de este problema, sin embargo, se piensa que existe una predisposición genética, o bien, situaciones como, el efectuar rascado crónico de ojos y su irritación, también crónica, así como pequeños traumatismos persistentes en el ojo que pueden dañar la estructura de la córnea. Los síntomas aparecen por primera vez durante la pubertad o los últimos años de la adolescencia, y pueden incluir visión borrosa, y sensibilidad a la luz y al resplandor. La vista se puede corregir con anteojos o lentes de contacto en la fase más temprana, sin embargo en los casos avanzados requieren un trasplante de córnea.

Fotografías que muestran un ojo sano y otro que presenta el "queratocono". Tomado de El Médico Interactivo. com.

Explicó con mayor detalle Neil Lagali: “Con nuestro método, el cirujano no necesita extirpar el tejido del paciente. En su lugar, se hace una pequeña incisión, a través de la cual se inserta el implante en la córnea existente. La incisión se puede realizar con gran precisión gracias a un láser avanzado, pero también, cuando sea necesario, a mano con instrumentos quirúrgicos sencillos.Además, no se sutura. El método se probó por primera vez en cerdos y resultó ser más simple y potencialmente más seguro que un trasplante convencional”.

El método quirúrgico y los implantes fueron utilizados por cirujanos en dos países: Irán e India, donde existen muchas personas que sufren ceguera corneal y baja visión, pero donde faltan de manera significativa córneas donadas y opciones de tratamiento. Veinte personas ciegas o a punto de perder la vista debido a un queratocono avanzado participaron en este estudio clínico piloto.

Informó el equipo médico de científicos que las operaciones estuvieron libres de complicaciones; el tejido sanó rápido, y un tratamiento de ocho semanas con colirio inmunosupresor fue suficiente para evitar el rechazo. Los pacientes fueron seguidos dos años y no se observaron complicaciones durante ese tiempo, sin embargo consideran que es necesario un estudio clínico más amplio seguido de la aprobación del mercado, por las autoridades reguladoras, para que su uso pueda generalizarse.

Sobresaliente que investigadores crean una biopelícula que genera electricidad, hecha con bacterias muertas.

Ilustración para mostrar una película de bacterias muertas. Tomada de Laboratorio Todogrowled. com.

En forma natural las "biopelículas" se forman cuando las bacterias flotantes encuentran una superficie, se adhieren a ella y, a continuación, elaboran señales químicas para coordinar diferenciación y formación de estructura, incluido el desarrollo de una cubierta polisacárida protectora. También conocidas como: "biofilm", "tapiz bacteriano" o "tapete microbiano" es todo un ecosistema microbiano organizado, conformado por una o varias especies de microorganismos asociados a una superficie viva o inerte, con características funcionales y estructuras complejas, estas pueden tener impacto en la salud, al establecer simbiosis, en el desarrollo de diversas enfermedades infecciosas produciendo una "disbiosis", que es el desbalance del equilibrio microbiano de la "microbionta normal". Enfoques multidisciplinarios para el estudio de las biopelículas forjó una forma común de pensar sobre las formas en que los microorganismos sobreviven y funcionan en cada medio ambiente, así como en los contextos del área médica, odontológica, industrial, agrícola, ingeniería y en otros tipos, pues se ha encontrado que, incluso, pueden generar resistencia a los "antibióticos".

Una "biopelícula", se ha establecido, que puede contener aproximadamente un quince por ciento de células y un ochenta y cinco por ciento de "matriz extra-celular". Esta matriz generalmente está formada de "exopolisacáridos", que forman canales por donde circulan agua,  enzimas, nutrientes, y residuos. Ahí las células establecen relaciones y dependencias: viven, cooperan y se comunican a través de señales químicas (percepción del cuorúm), que regulan la expresión de genes de manera diferente en las distintas partes de la comunidad, como un tejido en un organismo multicelular.

Entonces de deriva de un tema de investigación sobre un efecto negativo de esta forma de asociación a un elemento de bienestar para los organismos humanos. Investigadores de la Universidad de Massachusetts (Umass) Amherst diseñaron una biopelícula que recolecta la energía de la evaporación, concretamente de sudor, y la convierte en electricidad.

Esta biopelícula, que se utiliza en forma de un parche que se adhiere a la piel, anunciada en "Nature Communications", tiene el potencial de revolucionar el mundo de la electrónica portátil, alimentando todo, desde sensores médicos hasta dispositivos electrónicos personales.

Fotografía de la creación de una "biopelícula en el laboratorio. Tomada de Redacción Médica. com.

“Es una tecnología muy emocionante”, señaló Xiaomeng Liu, estudiante graduado en ingeniería eléctrica e informática en la Facultad de Ingeniería de Umass Amherst y autor principal del artículo. Y abundó: “Es energía verde real y, a diferencia de otras fuentes llamadas de ese modo, su producción es totalmente verde. Lo que se debe a que ella, es una lámina delgada de células bacterianas del grosor de una hoja de papel, es producida de forma natural por una versión modificada de la bacteria "Geobacter sulfurreducens", que se sabe que produce electricidad y se ha utilizado en “baterías microbianas” para alimentar dispositivos eléctricos. Pero esas baterías requieren que el microorganismo se cuide y se alimente con una dieta constante. Por el contrario, esta nueva biopelícula, que puede proporcionar tanta energía, si no más, que una batería de tamaño similar, funciona de forma continua porque está muerta y no necesita ser alimentada.

En un comunicado Derek Lovley, profesor distinguido de microbiología en Umass Amherst y uno de los autores principales del artículo, afirmó:  “Es mucho más eficiente, fue posible que  simplificaramos el proceso de generación de electricidad al reducir la cantidad de procesamiento necesario. Cultivamos de manera sostenible las células en una biopelícula y luego las usamos, lo que reduce las entradas de energía, simplifica todo y amplía las aplicaciones potenciales. El secreto detrás es que genera energía a partir de la humedad de la piel".

Finalmente destacó el profesor de ingeniería eléctrica e informática en Umass, y que es el otro autor principal del artículo, doctor Jun Yao: "Es una enorme fuente de energía sin explotar. Dado que la superficie de nuestra piel está constantemente humedecida con sudor, la biopelícula puede, por así decirlo, enchufarse”.

Las "baterias microbianas", o nombradas de mas más formal manera "Celdas de Combustible Microbianas" (CCMs), son una tecnología emergente que podrían contribuir a solucionar dos de los problemas más críticos que afronta la humanidad actualmente: en primera instancia, la crisis energética y, en segundo término, la disponibilidad de agua no contaminada.

Detalles principales de una CCM de cámara doble. Modificada a partir de Du et al (2007).

Una (CCM) es un dispositivo que utiliza microorganismos para convertir la energía química presente en un sustrato en energía eléctrica, esto es posible cuando bajo ciertas condiciones algunos microorganismos transfieren los electrones producidos en su actividad metabólica a un electrodo, ánodo, en lugar de a un aceptor natural de electrones, como lo es el oxígeno. Este proceso contribuye a degradar la materia orgánica representada como sustrato o combustible  y ha sido estudiado ampliamente en (CCMs) decátodo abiótico con la generación de energía eléctrica a pequeña escala. La perspectiva de disponer de agua limpia para liberar al ambiente se fortalece al considerar las (CCMs) de biocátodo recientemente exploradas, las que además de los beneficios ya mencionados, pueden contribuir a la "biorremediación de compuestos tales como xenobióticos o metales pesados", debido a que los microorganismos pueden aceptar electrones desde elelectrodo (cátodo) y reducir diferentes compuestos, volviéndolos ambientalmente más amigables.

Adicionalmente las (CCMs) se distinguen de otros sistemas de generación de energía porque: operan eficientemente a temperatura ambiente e incluso a muy bajas temperaturas;

producen menor cantidad de dióxido de carbono (CO2) que cualquier otra tecnología actual que utilice combustibles fósiles para generar energía, por lo que las pocas emisiones de este gas no requieren ningún tipo de tratamiento;

no necesitan aporte de energía siempre que el cátodo abiótico sea aireado pasivamente o sea un biocátodo;

en el futuro podrían ser utilizadas en lugares remotos donde haya demanda de consumos básicos de energía eléctrica.

El potencial de estos dispositivos es enorme, en diversos trabajos se ha demostrado su efectividad, lo que ha creado grandes expectativas en la comunidad científica ya que es posible producir energía limpia mediante la explotación de la biomasa que existe en las aguas residuales domésticas e industriales. Al utilizar la materia orgánica de las aguas residuales como combustible simultáneamente con la producción de energía, se consigue una depuración de las aguas contaminadas. Adicionalmente, el estudio de biocátodos capaces de usar no solamente oxígeno sino también otros contaminantes como posibles aceptores de electrones, permite la remoción de nutrientes y la biorremediación conjuntamente con la generación de electricidad.

Y se observa la creación de proyectos que partiendo de un mismo principio, lleva a diversos resultados al que originalmente inicio la búsqueda de objetivos en campos distintos. Y de un asunto de complicaciones en la salud humana se pasa a obtener un beneficio, falta mucho por realizar pero se ha iniciado un camino, en el que lo mejor está en el futuro.

Así entonces la Machincuepa Cuántica presenta tres variantes de modificaciones en la naturaleza, que mediante ideas surgidas del adelanto en investigaciones de equipos científicos que miran en forma distintas los panoramas que la costumbre nos lleva a pensar son inamovibles, y que ahora dan frutos, utilizando tecnologías de reciente creación, como es la impresora de "3D", o las moléculas de colágeno derivadas de piel de cerdo altamente purificadas y producidas en condiciones estrictas, y en otra instancia, el imaginativo diseño de una biopelícula que recolecta la energía de la evaporación, concretamente de sudor, y la convierte en electricidad, son el tema en esta ocasión. 

Ilustración. La nanotecnología se describe como la manipulación y factura de materiales moleculares y atómicas, en un rango de entre uno y cien  nanómetros (una mil millonésima parte de un metro; 1 nm = 10 a la menos 9 metro), aplicable en diversos campos del saber humano, como la biología. Tomada de Concepto. de.

Ya en el mes de diciembre del año 2017, se había anunciado la creación de una biopelícula para regenerar la piel en pacientes afectados por quemaduras, fue el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) de México el organismo que informó de la primera etapa en que sus investigadores habían diseñado una biopelícula capaz de regenerar de forma total la piel de pacientes que han sufrido quemaduras graves u otro tipo de lesiones. En esa etapa estaban generando los bio-activos necesarios, mediante sistemas de cultivos controlados.  El material utilizado en el ensayo se había fabricado a partir de la "nanobiotecnología", y estaba compuesto a base de extractos de algunas plantas y productos como el "quitosán", utilizado en la industria pesquera. La Machincuepa Cuántica estará pendiente de alguna información al respecto de avances logrados en este y otros de los temas aquí mencionados.