Ya no es ciencia ficción. La medicina y la tecnología se dan la mano para crear prótesis robóticas, órganos fabricados en laboratorio, impresiones tridimensionales y más genialidades para cambiar el futuro de millones de personas.
En la muy exitosa película Robocop, unos científicos reconstruyen a un agente de policía herido de muerte y lo transforman en un cíborg: un hombre-máquina formado por algunos órganos naturales y otros biónicos. ¿Es posible hacer esto?
Aunque aún no se fabrican seres sobrehumanos, la idea de reconstruir a las víctimas de lesiones graves para dejarlas en mejor estado ha pasado de la ciencia ficción a la ciencia auténtica. En la actualidad, los médicos reemplazan extremidades perdidas por prótesis robóticas; órganos disfuncionales, por otros funcionales y devuelven un poco de audición a los sordos y rudimentos de vista a los ciegos.
Tal vez mañana los científicos puedan poner punto final a la ceguera o hacer de la parálisis un asunto del pasado y… ¿si falla un órgano? Muy fácil: cultivarán uno nuevo desde cero en el laboratorio.
Veamos algunos de los asombrosos avances que están mejorando la calidad de vida de muchas personas y otros que pueden venir en el futuro próximo.
Una cara nueva
La unión quirúrgica de una enorme red de diminutos vasos sanguíneos, nervios y músculos a una superficie ajena y la necesidad de que el resultado sea estético hacen del trasplante de cara una de las operaciones más complejas y difíciles.
A mediados de 2013, un joven polaco llamado Grzegorz (hasta la fecha no se ha revelado su apellido) tomó desprevenidos a los médicos. En un accidente industrial, una máquina cortadora de piedra le arrancó toda la cara y parte del cuello, la mandíbula y los pómulos. Imposibilitado para comer o respirar por sí solo, su salud se estaba deteriorando con rapidez. El doctor Adam Maciejewski, jefe de trasplantes del Centro Conmemorativo de Cancerología e Instituto de Oncología Maria Sklodowska Curie, en Varsovia, dirigió al equipo de cirujanos que dio a Grzegorz un nuevo rostro y le salvó la vida.
En una agotadora maratón de trabajo que duró 27 horas, los cirujanos extrajeron primero de un donador muerto las partes que trasplantarían y después comenzaron el complicado proceso de unir y ajustar al paciente los huesos, músculos, cavidades oral y nasal, nervios, vasos sanguíneos, piel y grasa subcutánea.
Recuperarse por completo de una intervención tan delicada lleva mucho tiempo pero apenas un año después Maciejewski anunció que Grzegorz iba bien. “Puede comer de todo”, dijo. “Bebe y habla con normalidad”.
Desde que el primer trasplante de cara exitoso se realizó en Francia hace menos de diez años, la operación se ha repetido apenas unas 25 veces en todo el mundo. Aun así, Maciejewski cree que en los próximos años se volverá un “procedimiento común y corriente en todas partes”.
Movilidad robótica
Las piernas ortopédicas más sencillas no hacen más que llenar el vacío dejado por las extremidades perdidas, pero las prótesis que se fabrican hoy nada tienen de sencillas. A los usuarios que pueden pagarlas les permiten caminar, nadar, esquiar, escalar montañas y otras cosas. Según Magnus Oddsson, ingeniero de la empresa islandesa Ossur, que creó las prótesis de fibra de carbono Cheetah (“guepardo”) usadas por atletas paralímpicos, la siguiente fase de estos dispositivos será la biónica: piernas robóticas con sensores y microprocesadores integrados.
Esa fase ya está avanzada en lo relativo a brazos protésicos. El cirujano traumatólogo Albert Chi, director médico del Programa de Reinervación Muscular Dirigida del Hospital Johns Hopkins, cree que en un futuro no muy lejano las extremidades robóticas serán indistinguibles de las naturales.
Chi se dedica a restituir la movilidad a las víctimas de amputación de un brazo, desviando nervios que antes llegaban a la mano hacia otras zonas de músculo donde pueden controlar prótesis robóticas a través de electrodos diminutos colocados en la piel. Cuando esto se logra, el resultado es un brazo biónico movido por el pensamiento, con las mismas señales cerebrales que regían los movimientos del brazo y la mano amputados. El usuario siente el brazo ortopédico casi como si fuera propio.
Los nervios hacen más que transmitir las señales cerebrales que nos permiten movernos. También sienten y reaccionan a estímulos externos como el calor y el frío. ¿Puede sentir un miembro biónico? Johnny Matheny, un paciente del doctor Chi de 59 años, perdió gran parte del brazo izquierdo debido al cáncer, pero cuando usa la prótesis biónica de control mental creada en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, puede percibir lo que toca con cada dedo y sabe si tiene en la mano un objeto duro o blando. Con la mano biónica distingue incluso el calor y el frío. Quizás el momento más emotivo para él fue cuando su esposa le tomó la mano biónica. El contacto le pareció casi como la última vez que tuvo en su mano natural la de ella, cinco años antes.
La robótica les sirve no solamente a quienes han perdido miembros. A las personas que sufren parálisis o debilidad por lesión de la médula espinal o por trastornos neurológicos se les puede equipar con una armadura robótica llamada exoesqueleto, una especie de “traje de Iron Man que se agarra con correas”, según explica Arun Jayaraman, quien estudia estos aparatos en el Instituto de Rehabilitación de Chicago. El exoesqueleto robótico propulsa a quien lo usa.
Ya hay varios modelos en el mercado en algunos países. Usan distintos mecanismos para llevar al usuario adonde quiere ir pero todos tienen sensores para captar su intención de movimiento. Así, por ejemplo, ladearse hacia la izquierda puede hacer que el exoesqueleto de la pierna de ese lado dé un paso hacia delante. Una computadora y una pila en una mochila son el cerebro y la fuente de energía de muchos modelos, pero un exoesqueleto nuevo, más ligero, fabricado por Honda se puede controlar con un teléfono inteligente o una tableta y una aplicación.
Un ojo biónico
De joven, Mark Humayun, profesor de ingeniería biomédica en la Universidad del Sur de California, poco pudo hacer para evitar que su abuela perdiera la vista y se le complicaran tareas que a casi todos nos resultan de lo más fáciles. Desde entonces, Humayun ha dedicado gran parte de su vida profesional a crear una retina artificial u “ojo biónico”.
Una minicámara montada en unas gafas envolventes capta una imagen que se transmite por vía inalámbrica a un minúsculo dispositivo que se implanta quirúrgicamente en la retina. El implante “recoge la información de la cámara y la convierte en leves impulsos eléctricos que estimulan el ojo por lo demás ciego”, explica Humayun. Se perciben así imágenes que parecen un video borroso, de baja resolución.
Al principio, el ojo biónico transmitía solo imágenes en blanco y negro, pero un ajuste del programa ha permitido a los usuarios del implante distinguir hasta nueve colores. “Con cada avance técnico”, dice Humayun, “los pacientes ven mejor”.
El ojo biónico, cuyo uso en Europa se autorizó en 2011, funciona solo en personas cuya ceguera se debe a pérdida de las células receptoras de luz, efecto de la retinosis pigmentaria, la degeneración macular y algunas otras afecciones. Aun así, quizás un día se pueda conectar el aparato directamente a la parte del cerebro que procesa la visión, de modo que quienes padecen otros tipos de ceguera, y aun aquellos a los que les falta un ojo, puedan volver a ver.
El “donador” del mañana
En todo el mundo no hay suficientes donadores de órganos para salvar a las decenas de miles de personas inscritas en las listas de espera para trasplantes. ¿Se podría salvarlas pese a la falta de donadores?
Esta esperanza quizá se haga realidad antes de lo que creemos, gracias a una nueva técnica de bioingeniería para producir partes del cuerpo por impresión tridimensional.
“Modificamos impresoras de chorro de tinta para imprimir una capa tras otra”, explica el doctor Anthony Atala, director del Instituto de Medicina Regenerativa de la Universidad Wake Forest, en Winston-Salem, Carolina del Norte. Las “tintas” utilizadas por las impresoras tridimensionales pueden ser células u otros materiales orgánicos, minerales, sustancias sintéticas o una combinación de ellos.
Por ejemplo, con una “tinta” de colágeno, el equipo de Atala ha producido objetos huecos con forma y tamaño de vejigas urinarias, que constituyen la base para sembrar células del paciente.
Para obtener las células, “le extraemos al paciente un fragmento diminuto de tejido [vesical sano]”, añade el especialista. Las células se cultivan hasta que hay suficientes para recubrir la base. La vejiga producida de esta manera se incuba en un dispositivo que reproduce las condiciones del cuerpo humano. Las células proliferan de seis a ocho semanas, hasta que los científicos disponen de un órgano totalmente funcional y trasplantable.
Varios jóvenes cuya vejiga dejó de funcionar viven ahora con órganos creados por Atala en el laboratorio y su equipo ha trasplantado con éxito otras partes del cuerpo huecas, planas y cilíndricas producidas por impresión tridimensional.
Faltan años para lograr la viabilidad de órganos completos impresos en el laboratorio, debido a su complejidad, pero si en el futuro llegaras a necesitar un corazón, hígado, riñón, páncreas o pulmón, quizá tu nuevo órgano se produzca así. De este modo es menos probable que el sistema inmunitario lo rechace, lo que elimina el mayor riesgo que afrontan hoy día los receptores de trasplantes.
La biónica y la bioingeniería están todavía en pañales pero a medida que la medicina estrecha sus vínculos con la tecnología, cada vez se parece más a lo que hasta hace poco habríamos considerado ciencia ficción. ¿Y mañana? En algún lugar un científico sueña con una solución revolucionaria para alguno de los problemas más difíciles de la medicina y, antes de lo que creemos, ese sueño será parte de nuestra realidad cotidiana.
Futuras mejoras para el cuerpo humano
IMPRESIÓN TRIDIMENSIONAL
Los médicos ya están implantando prótesis de cráneo e injertos de hueso hechos a medida por impresión tridimensional, para reparar lesiones óseas. Quizás en el futuro puedan restituir el tejido óseo perdido, a través de impresión tridimensional y cultivo de células del receptor.
A las víctimas de quemaduras se les podrían “imprimir” células de piel (que se les hubieran extraído y cultivado previamente) sobre la zona de la lesión.
En vez de prótesis prefabricadas, los cirujanos del mañana producirán modelos impresos con base en imágenes de la cadera. Con el modelo impreso se hará una prótesis a medida que aumentará notablemente el índice de éxito de la operación en el largo plazo.
Los científicos esperan que un día se pueda imprimir un oído completo y funcional sin necesidad de procesadores externos. Algunos creen que este dispositivo posibilitará una audición sobrehumana.
EL AUTOTRASPLANTE
En un estudio pequeño se extrajeron células madre del corazón a pacientes cardíacos mientras se les hacía una derivación coronaria; se cultivaron y volvieron a inyectárseles en el corazón. Las células se multiplicaron y, en la mayoría de los casos, curaron las zonas infartadas. La técnica podría ser una alternativa al trasplante de corazón.
RESTAURACIÓN DE ÓRGANOS
Muchos órganos no son aptos para trasplante, pero en el futuro su estructura podría constituir la base para producir órganos nuevos trasplantables. Los médicos ya experimentan con hígados desechados.
