El día en que los cirujanos puedan dejar de tener que cortar y abrir varias veces el cráneo para que la terapia con láser pueda salvar vidas se está acercando. Con el desarrollo de un nuevo material para la fabricación de implantes de cráneo transparente – lo llaman de «ventana al cerebro» -, se abre, literalmente, una ventana de posibilidades – foto de portada -.
Investigadores de la Universidad de California – Riverside (UCR) informan de sus progresos con el nuevo material de implante en dos artículos de revistas publicados recientemente – Lasers in Surgery and Medicine y Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine.
Su objetivo es desarrollar una «ventana al cerebro» biocompatible, mediante el cual los cirujanos serán capaces de dirigir la terapia con láser en los cerebros de los pacientes en la demanda, sin tener que realizar craneotomías repetidas.
Tal material podría transformar una operación de riesgo, altamente invasiva en uno de menor riesgo, mínimamente invasiva.
Los neurocirujanos utilizan la terapia con láser para el tratamiento de pacientes con enfermedades potencialmente mortales, como el cáncer cerebral, lesión cerebral traumática, apoplejía y enfermedades neurodegenerativas.
Los dos documentos informan de cómo el equipo – liderado por Guillermo Aguilar, profesor de ingeniería mecánica en Bourns Facultad de Ingeniería de la UCR – han probado la biocompatibilidad del material del implante y la capacidad para ayudar a controlar la infección bacteriana.
La ventana al proyecto de cerebro comenzó cuando el profesor Aguilar y su equipo encontraron una manera de hacer una versión de ver a través de la zirconia estabilizada con itria (YSZ) – el material cerámico resistente que se utiliza en los implantes de cadera y coronas dentales.
Este no es el primer proyecto con el objetivo de crear una ventana en el cerebro, pero la mayoría de los otros investigadores están trabajando con materiales a base de vidrio que son menos resistente al impacto que YSZ.
Nuevo material supera dos obstáculos principales observados con implantes cráneo
Los dos estudios publicados recientemente, muestran que YSZ tiene una gran promesa como una alternativa a los materiales utilizados actualmente en los implantes del cráneo.
Las infecciones bacterianas son una razón principal para el fracaso de los implantes del cráneo, como señalan los autores, «la adhesión bacteriana al implante craneal es el factor principal para la formación de biopelículas (fouling), infección y el fracaso del tratamiento.»
Un material de implante que puede ayudar a superarla sería una gran ventaja, ya que dichas infecciones son muy difíciles de tratar, especialmente en lo que muchos antibióticos no pueden cruzar la barrera sangre-cerebro.
En los láseres de diario en Cirugía y Medicina, el equipo informa de los resultados de los experimentos de laboratorio que muestran la entrega de la luz láser a través de un implante de YSZ, que reducen la viabilidad del crecimiento de Escherichia coli en un medio de cultivo.
Los investigadores señalan lo que esto sugiere E. coli en la formación de biopelículas a través del espesor del implante YSZ, puede ser interrumpido con el tratamiento con láser.
E. coli es una de las bacterias que se encuentran comúnmente en las muestras de tejido tomadas de pacientes que desarrollan meningitis después de la cirugía craneal o traumatica.
En otro artículo, publicado en Nanomedicina: Nanotecnología, Biología y Medicina, los investigadores describen cómo se integran con éxito el YSZ en el tejido de hámsteres vivos, sin causar una respuesta inmune u otros efectos secundarios adversos.
Los autores señalan que los «resultados indicaron la ausencia de reacción inflamatoria del tejido huésped.»
«El YSZ se encuentra realmente en una situación a ser el más biocompatible que los materiales disponibles en la actualidad, tales como polímeros de titanio o termo-plásticos, por lo que esta fue otra de las buenas noticias en nuestro desarrollo de YSZ transparente, como el material de elección para los implantes craneales», concluye el Prof. Guillermo Aguilar.
En los trabajos también han participado la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica de Puebla (también de México). Yasaman Damestani, estudiante de posgrado en el laboratorio de Aguilar, fue el autor principal de los estudios.
El objetivo a largo plazo del equipo es ver que la tecnología pueda convertirse en el estándar de la atención para los pacientes con trastornos cerebrales que podrían beneficiarse de los tratamientos basados en la nueva tecnología con láser.
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