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Los implantes robóticos Estimulan regeneración tisular
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Los implantes robóticos Estimulan regeneración tisular

Los implantes robóticos estimulan la regeneración del tejido dentro del cuerpo
La atracción mecánica estimula el crecimiento de órganos huecos atrofiados; podría ayudar a tratar defectos como la atresia esofágica y el síndrome del intestino corto.

Microscopio de laboratorio (imagen de stock).
Crédito: © kkolosov / Fotolia.


Un robot médico implantado y programable puede alargar gradualmente los órganos tubulares mediante la aplicación de fuerzas de tracción, estimulando el crecimiento del tejido en órganos atrofiados sin interferir con la función del órgano ni causar una aparente incomodidad, informan investigadores del Boston Children's Hospital.

El sistema robótico, descrito hoy en Science Robotics, indujo la proliferación celular y alargó una parte del esófago en un animal grande en un 75 por ciento, mientras que el animal permaneció despierto y en movimiento. Los investigadores dicen que el sistema podría tratar la atresia esofágica de paso largo, un raro defecto de nacimiento en el que falta parte del esófago, y también podría usarse para alargar el intestino delgado en el síndrome del intestino corto.

La operación actual más efectiva para la atresia esofágica de brecha larga, llamada proceso de Foker, usa suturas ancladas en la espalda del paciente para tirar gradualmente del esófago. Para evitar que se rompa el esófago, los pacientes deben estar paralizados en un coma inducido médicamente y deben someterse a ventilación mecánica en la unidad de cuidados intensivos de una a cuatro semanas. El largo período de inmovilización también puede causar complicaciones médicas, como fracturas óseas y coágulos de sangre.

"Este proyecto demuestra la prueba de concepto de que los robots en miniatura pueden inducir el crecimiento de órganos dentro de un ser vivo para su reparación o reemplazo, evitando la sedación y la parálisis que actualmente se requieren para los casos más difíciles de atresia esofágica", dice Russell Jennings, MD, quirúrgico director del Centro de Tratamiento Esofágico y de las Vías Aéreas del Boston Children's Hospital, y co-investigador del estudio. "Los usos potenciales de tales robots aún no se han explorado por completo, pero sin duda se aplicarán a muchos órganos en el futuro cercano".

El dispositivo robótico motorizado está unido solo al esófago, por lo que permitiría que un paciente se mueva libremente. Cubierto por una "piel" lisa, biocompatible e impermeable, incluye dos anillos de fijación, colocados alrededor del esófago y cosidos en su lugar con suturas. Una unidad de control programable fuera del cuerpo aplica fuerzas de tracción ajustables a los anillos, tirando lenta y constantemente del tejido en la dirección deseada.

El dispositivo se probó en el esófago de los cerdos (cinco recibieron el implante y tres sirvieron como controles). La distancia entre los dos anillos (tirando del esófago en direcciones opuestas) aumentó en pequeños incrementos de 2,5 milímetros cada día durante 8 a 9 días. Los animales pudieron comer normalmente incluso con el dispositivo aplicando tracción a su esófago, y no mostraron signos de incomodidad.

El día 10, el segmento de esófago había aumentado en longitud en un 77 por ciento en promedio. El examen del tejido mostró una proliferación de las células que componen el esófago. El órgano también mantuvo su diámetro normal.

"Esto demuestra que no simplemente estiramos el esófago sino que lo alargamos a través del crecimiento celular", dice Pierre Dupont, PhD, investigador principal del estudio y Jefe de Bioingeniería Cardíaca Pediátrica de Boston Children's.

El equipo de investigación ahora está comenzando a probar el sistema robótico en un modelo animal grande de síndrome de intestino corto. Si bien la atresia esofágica de intervalo largo es bastante rara, la prevalencia del síndrome del intestino corto es mucho más alta. El intestino corto puede ser causado por enterocolitis necrosante en el recién nacido, enfermedad de Crohn en adultos o una infección grave o cáncer que requiere la extirpación de un gran segmento de intestino.

"El síndrome del intestino corto es una enfermedad devastadora que requiere que los pacientes sean alimentados por vía intravenosa", dice el gastroenterólogo Peter Ngo, MD, coautor del estudio. "Esto, a su vez, puede provocar insuficiencia hepática, que a veces requiere un trasplante hepático o multivisceral (hígado-intestino), resultados devastadores y costosos".

El equipo espera obtener apoyo para continuar sus pruebas del dispositivo en modelos animales grandes y, finalmente, realizar ensayos clínicos. También probarán otras características.

"Nadie conoce la mejor cantidad de fuerza para aplicar a un órgano para inducir el crecimiento", explica Dupont. "Hoy, de hecho, ni siquiera sabemos qué fuerzas estamos aplicando clínicamente. Todo se basa en la experiencia del cirujano. Un dispositivo robótico puede descubrir las mejores fuerzas para aplicar y luego aplicar esas fuerzas con precisión".


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