Desarrollan primer corazón impreso en 3D hecho con tejido Humano
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Desarrollan primer corazón impreso en 3D hecho con tejido Humano

Investigadores de la Universidad de Tel Aviv logrado un gran hito médico: la impresión del primer corazón 3D utilizando las células y materiales biológicos de un paciente.

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Según cifras estimadas por el Ministerio de Salud y Protección Social, en la actualidad más de 2500 colombianos requieren de un trasplante, pero la respuesta de estos procedimientos aún es débil en el país  por la escasez de donantes.

En pocas palabras es preciso indicar que hay miles de personas que mueren cada día esperando una donación de un órgano que les salve la vida, porque sigue habiendo pocos donantes y los implementos mecánicos cuestan mucho dinero. Por ese motivo, en laboratorios de todo el mundo se vienen trabajando distintas alternativas para ofrecer esperanza a aquellos que necesitan un trasplante.

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Alternativas en la donación de órganos

Por tal razón, a mediados de abril de este año, la Universidad de Tel Aviv anunció que uno de sus equipos de investigadores había logrado un gran hito médico: la impresión del primer corazón 3D utilizando las células y los materiales biológicos del paciente, incluyendo los vasos sanguíneos, una verdadera novedad en medicina regenerativa.

En consecuencia, al generarse a partir de los materiales biológicos del propio paciente, se reduce dramáticamente la posibilidad de que el cuerpo rechace el implante, destacaron los investigadores israelíes en el artículo de Advanced Science en el que presentaron sus avances. Serían compatibles a nivel inmunológico, celular, bioquímico y anatómico. “Los pacientes no tendrán que esperar a un trasplante o tomar medicamentos para evitar su rechazo. Los órganos que se necesiten serán impresos, totalmente personalizados para cada paciente”, aseguran los científicos que insisten en que todavía falta para que esta técnica sea una realidad.

Incidencia de las enfermedades cardiovasculares

Por consiguiente, “Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de muerte en las naciones industrializadas” y, “hasta ahora, el trasplante de corazón es el único tratamiento para los pacientes con insuficiencia cardíaca en etapa terminal”, señalaron los expertos. “Dado que el número de donantes cardíacos es limitado, existe la necesidad de desarrollar nuevos enfoques para regenerar el corazón infartado”, indicaron.

Esperanza de vida para pacientes con enfermedad cardiovascular

“Este corazón está hecho de células humanas y materiales biológicos específicos del paciente. Biotintas, sustancias hechas de azúcares y proteínas que se pueden utilizar para la impresión 3D de modelos de tejidos complejos. Las personas han logrado imprimir en 3D la estructura de un corazón en el pasado, pero no con células o con vasos sanguíneos. Nuestros resultados demuestran el potencial de nuestro enfoque para la personalización de ingeniería de reemplazo de tejidos y órganos en el futuro”, explicaron.

Corazones 3D

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Por el momento, el corazón impreso en 3D tiene el tamaño de uno del corazón de un conejo. Sin embargo, la tecnología para imprimir un corazón humano más grande debería ser la misma. Los investigadores ahora están planeando el desarrollo de un laboratorio especializado en el desarrollo de corazones 3D. El siguiente paso será trasplantar el corazón impreso en 3D en pruebas animales. “Necesitamos desarrollar corazón impreso 3D. Las células necesitan formar una capacidad de bombeo; actualmente pueden contraerse, pero tenemos que trabajar en ellos”, indicaron.

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Fases de la investigación

Dos miembros del laboratorio israelí, el doctor Assaf Shapira, y el estudiante de doctorado Nadav Noor, advirtieron que la investigación “está recién en sus primeras etapas” y que “van a pasar muchos años antes de que veamos alguna aplicación técnica”. “Nada está todavía clínicamente disponible”, dijo Shapira. agregando además “Lo que estamos haciendo en el laboratorio es solamente una parte del proceso, nosotros necesitamos el apoyo de la biología, que nos ayude con mejoras en la producción de biomateriales, porque solamente ellos son capaces de producir ese tipo de magia”.

El órgano, tiene que ‘crecer’, y es un proceso que toma mucho tiempo. Necesita ‘práctica’ y ‘ejercicio’ para comportarse como un corazón natural, además de una ‘alimentación’ especial con líquidos biológicos especiales. “Quizás en diez años haya impresoras de órganos en los mejores hospitales del mundo, y estos procedimientos sean rutina”, indicaron los especialistas.

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Con imagen facial se podrían detectar trastornos del ritmo cardíaco

Investigadores desarrollaron una tecnología capaz de detectar trastornos del ritmo cardíaco haciendo uso de un vídeo que captura la imagen facial del paciente.

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Con imagen facial se podrían detectar trastornos del ritmo cardíaco

Investigadores de la Universidad Técnica Estatal Bauman en Moscú (Rusia) desarrollaron una tecnología capaz de detectar trastornos del ritmo cardíaco haciendo uso de un vídeo que captura la imagen facial del paciente.

Andréi Samoródov, profesor asociado de Sistemas técnicos biomédicos de la universidad, explicó que el principio de funcionamiento del complejo de hardware y software está basado en el análisis de tiempo y frecuencia de la imagen del rostro capturada en vídeo.

La tecnología detecta el cambio en el riego sanguíneo de los tejidos superficiales, mostrando un cambio de color en la piel que puede ser evidenciado a través de una cámara web. Posterior a la captura, se muestra un señal que muestra la dinámica del riego sanguíneo de la persona, utilizando algoritmos de visión por computadora y procesando las señales.

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Uso de la imagen

Con este nuevo desarrollo sería posible detectar los trastornos del ritmo cardíaco de una manera más temprana, e identificar a tiempo problemas de salud asociados hipertensión y trastorno de fatiga. Es preciso decir, que estas imágenes pueden ser capturas en casa e incluso dentro de un coche en movimiento.

Adicionalmente, estos vídeos son enviados a un médico especializado quien con ayuda de un complejo dispositivo puede detectar irregularidades en las imágenes.”En el hogar, el monitoreo no es constante. Si estamos hablando de rehabilitación, entonces la persona se acerca al lugar donde está instalada la cámara” y después “los datos se registran y se transmiten al médico que se encuentra de forma remota”, comentó el especialista.

Así mismo, es posible que la grabación de las imágenes se realice cuando la persona simplemente pasa cerca de la camara instalada.

Finalmente, el experto señalo que este desarrollo también puede ser usado en las cabinas de los vehículos para evaluar el estado de los conductores.”Ahora estamos desarrollando métodos para su uso junto con nuestros colaboradores médicos. Cuando se complete este trabajo, estaremos listos para integrar nuestro complejo en diferentes ecosistemas médicos”, concluyó.

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¿Cómo podría salvar vidas la IA en hospitales con alta tecnología?

Los usos de la inteligencia artificial (IA) todavía no se conocen en profundidad. Tras este año de cambios, su implementación en centros hospitalarios debe ser más rápida y efectiva

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como podria salvar vidas la IA en hospitales

La inteligencia artificial (IA) dejó de ser la herramienta del futuro. Una vez más ha quedado demostrado con un artículo publicado en la revista Nature, en la que sus autores exploran cómo su uso en espacios oscuros o cerrados de hospitales y otras instituciones sanitarias ayudaría a mejorar el cuidado de los pacientes. De hecho, consideran que un uso efectivo de esta tecnología ayudaría a optimizar procesos entre los trabajadores de la salud y mejoraría drásticamente la seguridad de pacientes en UCI o quirófanos. 

La clave de todo esto se encuentra en los sensores. Anteriores investigaciones y aplicaciones han comprobado que estos responden a la actividad humana, de forma inmediata y a medianas distancias. Por ello, en el apartado del estudio correspondiente a los espacios hospitalarios, se presenta la información en segmentos que describen los propósitos específicos de los sensores en cada área. 

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Estos son los entornos viables para la IA en centros hospitalarios

Áreas comunes dentro de los hospitales: para los profesionales de la salud, no es desconocido que su carga laboral se excede y que algunas instituciones cuentan con recursos limitados y menos trabajadores de los que deberían. Al integrar sensores en áreas de recepción, habitaciones de tipo común se produciría una mejora instantánea en la calidad del servicio, detectando a los pacientes que necesitan atención inmediata. 

Si se instalan en las habitaciones, los sensores capturan movimientos y conversaciones que pueden ser registradas en formato digital y almacenarse. Si se utilizan en áreas comunes, podrían contribuir a un aumento en la productividad de los trabajadores y en las operaciones comerciales. Para los expertos, esto sería útil en crisis sanitarias en las que se presenta un elevado aumento de pacientes. 

Mayor seguridad en UCI : según los autores del estudio, las unidades de cuidado intensivo podrían recibir varios beneficios. El primero es el manejo de la debilidad neuromuscular que sufren los pacientes internados, ya que esto puede dar lugar a un aumento del doble de la tasa de mortalidad en un año y a un aumento del 30% de los costos hospitalarios. 

Si se fomenta la movilidad temprana con el uso de sensores, se podría reducir la incidencia relativa de las deficiencias adquiridas en la UCI en un 40%. Los dispositivos entregarían a los especialistas información detallada sobre las maniobras de movimiento del paciente. A su vez, ésta serviría de apoyo en la observación directa entre médico y paciente que evalúa la movilidad pero está limitado por la impracticabilidad de los costos, el sesgo del observador y el error humano. 

También se puede aprovechar la IA para el control de infecciones hospitalarias. De acuerdo con estadísticas presentadas, un 30% de pacientes en UCI -a nivel internacional- sufre una infección nosocomial. Para evitar la propagación de bacterias dentro del área, los médicos, enfermeras y demás personal debe lavarse continuamente las manos bajo protocolo estricto.

Sin embargo, en la vida real es casi imposible medir con exactitud el cumplimiento de este tipo de procesos. Para hacerlo, usualmente se necesitan auditores, profesionales que prestan sus servicios a un alto costo, generalmente sin continuidad y con posibles sesgos. Tales situaciones podrían ser revertidas con la instalación de sensores de ambiente para vigilar el lavado de manos, presentar información más precisa sobre el uso real de los dispensadores de alcohol en gel, los lavamanos y el uso de jabón entre los profesionales de la salud.

Alta seguridad en procedimientos quirúrgicos: según el estudio, alrededor del mundo se realizan más de 230 millones de procedimientos quirúrgicos. De ellos, cerca del 14% de pacientes experimenta efectos adversos. Sin embargo, los autores de la investigación consideran que esto puede reducirse mediante una retroalimentación quirúrgica más rápida, como un entrenamiento más frecuente de la habilidad técnica, que podría reducir el número de errores en un 50%. Para que las habilidades se desarrollen de formas más óptimas, en el artículo se propone fijar sensores portátiles en las manos o en los instrumentos para estimar las habilidades del cirujano, aunque se corre el riesgo de inhibir la habilidad natural o complejizar los procesos de esterilización de instrumentos.

Pero, la IA con los sensores podría optimizar el tiempo que se invierte en el recuento de instrumentos. En la actualidad, el proceso lo realiza el cirujano contando en voz alta los instrumentos utilizados en la cirugía. Sin embargo, es posible que el recuento realizado por un humano etiquete incorrectamente un objeto como devuelto cuando en realidad no sea así. Los sistemas de recuento automatizados, en particular, podrían ayudar a los equipos quirúrgicos a obtener la información precisa y evitar olvidar objetos dentro de los pacientes, especialmente si se trata de cirugías de alta complejidad.

Sistemas de IA ya son una necesidad

Frente a las alternativas presentadas, el profesor y  codirector del Instituto de Stanford para la Inteligencia Artificial Centrada en el Ser Humano (HAI) Fei-Fei , también autor de este análisis manifestó que “los investigadores deben escuchar a todas las partes interesadas a fin de crear sistemas que complementen y suplementen los esfuerzos de las enfermeras, los médicos y otros cuidadores, así como de los propios pacientes”.

Igualmente expresó que, aunque las tecnologías ambientales tienen muchos beneficios potenciales, su uso en estos espacios plantean cuestiones jurídicas y reglamentarias. Esto sin contar los problemas de privacidad que deben identificarse y abordarse de manera pública para ganarse la confianza de los pacientes y los proveedores, así como de los diversos organismos e instituciones que pagan los costos de la atención de la salud. 

Este análisis es el resultado del estudio detallado de 170 estudios. Sobre el uso de la IA en ambientes sanitarios, los autores mencionan que e basa en gran medida en la convergencia de dos tendencias tecnológicas: la disponibilidad de sensores infrarrojos que son lo suficientemente baratos como para incorporarlos en entornos de atención de alto riesgo y el auge de los sistemas de aprendizaje automático como forma de utilizar la entrada del sensor para formar aplicaciones de IA especializadas en la atención de la salud.

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Científicos desarrollaron cápsula impresa en 3D que toma muestras del intestino

Científicos crearon una cápsula inteligente impresa en 3D que pude capturar muestras del intestino y llevarlas al exterior del organismo.

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Científicos desarrollaron cápsula impresa en 3D que toma muestras del intestino

Científicos de la Universidad de Purdue en Estados Unidos crearon una cápsula inteligente impresa en 3D que pude capturar muestras del intestino y llevarlas al exterior del organismo de manera segura para su posterior análisis. El objetivo de este desarrollo es comprender la composición de la flora bacteriana del tracto gastrointestinal de los seres humanos.

La cápsula con tamaño similar a una pastilla o medicamento puede viajar a través del organismo sin usar baterías. Es decir, esta creación es una versión en píldora de una colonoscopia pero con la gran ventaja de ver áreas del colon a las que el método tradicional no puede acceder. Adicional a esto, la píldora puede tomar muestras de las bacterias que se encuentren en el tracto digestivo.

Rahim Rahimi, profesor asistente de ingeniería de materiales de Purdue se refirió al nuevo desarrollo, afirmando que: “si una colonoscopia o una píldora con cámara detecta sangre, no puede tomar muestras de esa área para investigar más a fondo. Puede simplemente tomar muestras de bacterias de la materia fecal de una persona, pero las bacterias pueden variar mucho en todo el tracto gastrointestinal. Nuestro enfoque podría ser complementario”

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Del mismo modo, el investigador señaló que esta cápsula de muestreo de bacterias tendría un costo aproximado de 1 USD debido a que sus materiales no son de alto costo.

La cápsula fue impresa con resina, que es el mismo material con el que se fabrican moldes dentales. Para hacer la píldora fue modificado ligeramente para que fuera ingerible para los humanos ya que este no es tóxico.

Funcionamiento de la cápsula en el intestino

Al exponerse al PH del intestino la tapa de la cápsula es disuelta, dentro de esta hay un hidrogel similar al que se usa en los pañales y toallas sanitaria que recoge el líquido intestinal que contiene los microorganismos a estudiar. Posteriormente, la presión cierra la apertura de la cápsula cuando se completa el muestreo, y finalmente es expulsada de manera natural.

El equipo científico está realizando pruebas con la cápsula en cerdos, ya que estos animales tienen un tracto gastrointestial parecido al de los seres humanos.

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