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.10 avances asombrosos en órganos artificiales en la última década

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Los avances tecnológicos en la creación de órganos artificiales

Los avances en las tecnologías y técnicas médicas significan que las personas que padecen enfermedades crónicas o potencialmente mortales tienen una mayor probabilidad de supervivencia y una buena calidad de vida. Para muchas personas, su única esperanza de tener una vida sana y plena es recibir un trasplante de órgano. Desafortunadamente, los órganos escasean y no todos los millones de personas que necesitan un trasplante tendrán esta oportunidad. Esto se debe a que una persona sana tiene que morir y ella o su familia deben autorizar el uso de sus órganos en trasplantes. Los científicos y los médicos están tratando de superar este problema mediante la creación de órganos artificiales. Si bien esto alguna vez pudo haber parecido poco más que ciencia ficción, ahora se está convirtiendo en una realidad. Aquí hay solo diez de los asombrosos y asombrosos avances en órganos artificiales que los científicos han logrado en la última década.

1. Riñones bioartificiales

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Los avances tecnológicos en la creación de órganos artificiales riñones

En uno de los avances más recientes en órganos artificiales, los científicos se están acercando cada vez más a la creación de riñones bioartificiales, dice Futurism (https://futurism.com/synthetic-organs-were-one-step-closer-to-having-bioartificial- riñones). Un equipo de la Universidad de Utrecht dirigido por Roos Masereeuw ha logrado diseñar un componente clave de un riñón bioartificial funcional. Han creado una membrana viva que consiste en una superficie de membrana artificial con una capa de células renales. Han demostrado que la capa de células que han creado es funcional, ya que puede transportar moléculas de un lado a otro. El equipo ha dicho que este es un paso importante hacia el desarrollo de un riñón bioartificial, ya que los métodos y estrategias que han utilizado serán importantes para el desarrollo futuro de los órganos, no solo de los riñones. Este no es el único equipo que trabaja en el desarrollo de riñones artificiales. El Centro Médico de la Universidad de Vanderbilt y la Universidad de California en San Francisco están trabajando en colaboración en el desarrollo de riñones artificiales gracias a una subvención de $ 6 millones otorgada por los Institutos Nacionales de Salud, dice Healio. Sin embargo, este equipo se está enfocando en producir un riñón artificial que imite la función de un riñón humano y ya han creado un prototipo funcional.

2. Bioimpresión de piel

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La gente suele olvidar que la piel es un órgano, pero en realidad es el órgano más grande del cuerpo y tiene muchas funciones. Cuando las personas han sufrido lesiones, traumatismos o problemas médicos relacionados con la piel, es posible que deban reemplazar un área de la piel. Tradicionalmente, esto se hacía a través de injertos de piel, que implican extraer un trozo de tejido cutáneo sano de una parte del cuerpo y usarlo para reparar un área de piel dañada o enferma. Sin embargo, los médicos ahora están buscando otros métodos para reemplazar la piel que no impliquen la eliminación de los tejidos sanos del propio paciente. Según Univadis, un artículo publicado en ‘Trends in Bioprinting’ ha destacado estudios recientes que han realizado avances en la creación de piel artificial mediante la combinación de materiales biológicos con diseños computacionales para bioimprimir construcciones de piel completamente funcionales. Esto significa que las personas que sufren quemaduras importantes u otros traumatismos cutáneos graves conservarán su propia piel y utilizarán piel artificial en el futuro. Tres de los beneficios potenciales de usar esta técnica son menos dolor y sufrimiento para el paciente, menor cicatrización ya que no hay necesidad de injertos de piel y un período de recuperación más rápido.

3. Corazón artificial suave

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La creación de corazones y componentes de corazones ha sido el foco de muchos equipos de investigadores durante décadas. Si bien los científicos han podido crear con éxito componentes como vasos y válvulas, ha habido mayores obstáculos para producir un corazón artificial que se vea y se sienta realista. Muchos proyectos de corazón artificial han producido corazones que son muy sintéticos y no tienen la textura suave del corazón. Según Univadis, los científicos finalmente lograron esto y crearon un corazón artificial total suave que imita un corazón natural lo más cerca posible. El corazón artificial está hecho de elastómetros de silicona y utiliza una técnica que incluye impresión 3D y fundición a la cera perdida. Tiene accionamiento neumático y pesa 390 gramos.

4. Impresión de órganos en 3D

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La impresión 3D es algo que se utiliza en muchas industrias y cada vez se utiliza más como un recurso para los avances médicos. Una forma en la que se ha utilizado con éxito en medicina es en la creación de partes del cuerpo. El avance fue realizado por primera vez en 2015 por científicos rusos que produjeron una glándula tiroides, dice Futurism. Habían elegido esta parte del cuerpo por su simplicidad y también porque el cáncer de tiroides es la decimosexta forma de cáncer más común, por lo que existe una necesidad en esta área. Tras el éxito de la creación de una glándula tiroides mediante la impresión 3D, los científicos continúan trabajando en el uso de la impresión 3D para crear órganos para su uso en procedimientos de trasplante. Esto marcará una diferencia significativa al reducir la cantidad de donaciones de órganos necesarias de donantes de órganos humanos.

5. Órganos cultivados artificialmente

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La idea de hacer crecer un órgano en un laboratorio puede parecer completamente increíble. Sin embargo, eso es exactamente lo que los científicos ahora pueden lograr, dice un artículo en Medium. Hasta ahora, los científicos han podido cultivar hígados, pulmones, corazones, uretras y tráqueas. Todavía hay muchos obstáculos que los científicos deben superar antes de que sea posible utilizar estos órganos cultivados artificialmente en hospitales, pero ya han hecho grandes avances para hacer de esto una posibilidad realista. A diferencia de los órganos que se construyen utilizando andamios de bioingeniería 3D, estos órganos artificiales cultivados en laboratorio se crean utilizando células cultivadas en laboratorio. Están diseñados en el laboratorio y se inician a partir de células madre pluripotentes. Los científicos comenzaron a hacer progresos en el campo de los órganos cultivados artificialmente en 2012. Fueron los científicos del Hospital de la Universidad Nacional de Seúl en Corea del Sur los primeros en lograr un logro revolucionario. Crecieron con éxito una tráquea a partir de células madre y la trasplantaron a una niña de dos años.

6. Hígados de bioingeniería

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Medium también informa que los científicos han creado con éxito hígados de bioingeniería. Como uno de los órganos más grandes, también ha sido uno de los más difíciles de recrear para los científicos. Los bioingenieros del Centro Médico Bautista de la Universidad de Wake Forest fueron algunos de los primeros científicos en superar estos desafíos en 2010. Usando hígados de animales descelularizados como andamio, pudieron cultivar hígados en miniatura en el laboratorio sembrándolos con células humanas. Cada uno de los hígados de bioingeniería mide aproximadamente una pulgada de largo y pesa solo cinco gramos. Los científicos ahora están trabajando para crear hígados que sean lo suficientemente grandes como para funcionar correctamente dentro del cuerpo humano. Esto significa que necesitarán bioingeniería de hígados que pesen alrededor de medio kilogramo. Aunque todavía queda mucho camino por recorrer antes de que los científicos puedan lograrlo, están haciendo un buen progreso.

7. Xenotrasplante

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Aunque el enfoque de los científicos médicos es la creación de órganos para humanos, los animales han jugado un papel muy importante en la investigación. Xenotrasplante es el término utilizado para describir los trasplantes que implican el uso de órganos animales totales o parciales. Según The Actuary, los cerdos son uno de los animales que se han utilizado con fines de investigación. Esto se debe a que el tamaño y la forma de los órganos internos de un cerdo son más cercanos a los de los humanos en comparación con la mayoría de los demás animales. Ya es una práctica común usar válvulas cardíacas de un cerdo, llamadas válvulas cardíacas porcinas, en el corazón de los seres humanos que padecen una afección cardíaca que afecta las válvulas. Los científicos extraen químicamente las células de cerdo de la válvula del corazón antes de implantar la parte del cuerpo del animal en el cuerpo de un ser humano. Luego, la válvula hace que las células humanas crezcan a su alrededor después de la implantación. Uno de los mayores problemas con la implantación de órganos de cerdo es que el cuerpo humano rechaza el tejido animal. Otro son los virus animales que se transmiten a los humanos. Ahora, los científicos creen que han encontrado una forma de superar estos problemas. Están utilizando tecnología de edición de genes para hacer crecer órganos humanos artificiales en cerdos y otros animales.

8. Páncreas artificial es un órgano artificial

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La diabetes es una afección potencialmente mortal que cambia la vida y que afecta a millones de personas en todo el mundo. Por lo tanto, es un área de la medicina que ha recibido mucha atención por parte de los científicos. El órgano en el centro de la investigación sobre la diabetes es el páncreas, ya que es el órgano que produce insulina y regula los niveles de insulina. Un área de investigación en la que los científicos se han centrado en los últimos años es el desarrollo de un páncreas artificial. La intención es que este órgano artificial se convierta en un sistema de administración de insulina completamente automatizado, dice Labiotech. Los involucrados en esta investigación creen que es posible que tengan este órgano artificial disponible antes de 2030. Aunque han hecho grandes avances y han construido prototipos, todavía tienen varios desafíos que abordar antes de que esté disponible para su uso en humanos. Uno de estos desafíos es que el páncreas artificial actualmente solo puede controlar los niveles de insulina cuando alguien no ha comido y no está haciendo ejercicio. Tan pronto como este dispositivo esté disponible, cambiará la vida de quienes padecen diabetes tipo 1.

9. Pulmones artificiales/ Prototipos de órganos artificiales

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Aunque un humano puede sobrevivir con un pulmón, no puede sobrevivir sin pulmones. El trasplante de pulmones es uno de los procedimientos de trasplante más difíciles y las complicaciones posteriores al trasplante son altas. A menudo, los cirujanos deciden realizar un trasplante de corazón y pulmón para reducir estas complicaciones, pero esta es una cirugía de riesgo extremadamente alto. Ahora, aquellos que puedan necesitar un trasplante de pulmón en el futuro tienen algo de esperanza, dice la Alianza de Ingeniería Biomédica Avanzada. En un artículo publicado en septiembre de 2018, aseguran que Joan Nichols, directora del Laboratorio Nacional de Galveston de la Universidad de Texas, ha dedicado los últimos 15 años a desarrollar prototipos de pulmones artificiales, junto a un equipo de científicos. Nichols y su equipo han desarrollado con éxito pulmones de bioingeniería y los han trasplantado a cerdos adultos. Después del procedimiento, los cerdos no mostraron signos de rechazar los órganos artificiales. Este es un logro significativo que requirió que los investigadores cambiaran su enfoque en muchas ocasiones, ya que desarrollar pulmones artificiales fue mucho más difícil de lo que imaginaban.

10. Intestino artificial

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Según Medicina Hopkins, la creación del primer intestino artificial fue impulsada por el fatídico encuentro de un médico con un bebé prematuro. David Hackam, el cirujano pediátrico en jefe del Johns Hopkins Children’s Center, trabajó anteriormente en el Children’s Hospital of Pittsburgh. Un bebé al que cuidaba desarrolló enterocolitis necrosante, que causa la muerte del tejido intestinal. La única opción es extirpar quirúrgicamente las partes del intestino que están muriendo. Después de que el bebé muriera, Hackam decidió concentrarse en encontrar una forma de crear un intestino artificial para salvar a los bebés que padecían esta horrible condición. Trabajando junto a John March, un ingeniero biomédico, pudo crear un intestino artificial cultivando células madre intestinales en un andamio tridimensional que fue hecho de materiales sintéticos biodegradables. Los resultados fueron notablemente como un intestino natural. El intestino artificial se trasplantó con éxito a perros y ratones, y esto permitió a los investigadores aprender más sobre qué tan bien absorbía los nutrientes el intestino artificial. Esta es una investigación en curso y los ensayos en humanos aún no se han completado. Una vez que se haya completado, hay esperanza para los padres de muchos bebés prematuros que padecen esta afección y potencialmente puede reducir significativamente las tasas de mortalidad neonatal. Aunque este intestino artificial fue diseñado originalmente para niños, es posible que los científicos también apliquen los mismos métodos para crear intestinos artificiales para adultos. Del mismo modo, aunque la inspiración fue una enterocolitis necrosante,

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