por David | Jun 11, 2022 | Sin categoría
Piel humana viva creada para los robots por científicos japoneses no sólo ha dado a un dedo robótico una textura parecida a la de la piel, sino también funciones de repelencia al agua y autocuración.
«El dedo tiene un aspecto ligeramente ‘sudoroso’ nada más salir del medio de cultivo –explicó el primer autor, Shoji Takeuchi, profesor de la Universidad de Tokio (Japón), que ha publicado el avance en la revista «Matter». Dado que el dedo es accionado por un motor eléctrico, también es interesante escuchar los chasquidos del motor en armonía con un dedo que parece real».
Tener un aspecto «real» como el de un humano es una de las principales prioridades de los robots humanoides, a los que a menudo se les encomienda la tarea de interactuar con los humanos en los sectores de la sanidad y los servicios, porque una apariencia similar a la humana puede mejorar la eficacia de la comunicación y evocar simpatía.
Aunque la piel de silicona que se fabrica actualmente para los robots puede imitar la apariencia humana, se queda corta cuando se trata de texturas delicadas como las arrugas y carece de funciones específicas de la piel. Los intentos de fabricar láminas de piel viva para cubrir a los robots también han tenido un éxito limitado, ya que es difícil adaptarlas a objetos dinámicos con superficies irregulares.
«Con ese método, hay que contar con las manos de un artesano experto que pueda cortar y adaptar las láminas de piel –explica Takeuchi–. Para cubrir eficazmente las superficies con células de piel, establecimos un método de moldeado de tejidos para moldear directamente el tejido de la piel alrededor del robot, lo que dio como resultado una cobertura de piel sin fisuras en un dedo robótico».
Para elaborar la piel, el equipo sumergió primero el dedo robótico en un cilindro lleno de una solución de colágeno y fibroblastos dérmicos humanos, los dos componentes principales que forman los tejidos conectivos de la piel.
Takeuchi afirma que el éxito del estudio radica en la tendencia natural a la contracción de esta mezcla de colágeno y fibroblastos, que se encogió y se ajustó al dedo.
Como si se tratara de una imprimación, esta capa proporcionó una base uniforme para que se adhiriera la siguiente capa de células, los queratinocitos epidérmicos humanos. Estas células constituyen el 90% de la capa más externa de la piel, lo que confiere al robot una textura similar a la de la piel y propiedades de barrera para retener la humedad.
La piel creada tenía la suficiente resistencia y elasticidad para soportar los movimientos dinámicos del dedo robótico al curvarse y estirarse. La capa más externa era lo suficientemente gruesa como para poder levantarla con unas pinzas y repelía el agua, lo que ofrece varias ventajas a la hora de realizar tareas específicas como la manipulación de espuma de poliestireno diminuta cargada electrostáticamente, un material que suele utilizarse en los envases.
Cuando se hería, la piel fabricada podía incluso autocurarse como la de los humanos con la ayuda de un vendaje de colágeno, que se transformaba gradualmente en la piel y soportaba repetidos movimientos de las articulaciones.
«Nos sorprende lo bien que se adapta el tejido de la piel a la superficie del robot –reconoce Takeuchi–. Pero este trabajo es sólo el primer paso hacia la creación de robots cubiertos de piel viva».
La piel desarrollada es mucho más débil que la natural y no puede sobrevivir mucho tiempo sin un suministro constante de nutrientes y eliminación de residuos. Así que ahora Takeuchi y su equipo planean resolver esos problemas e incorporar estructuras funcionales más sofisticadas dentro de la piel, como neuronas sensoriales, folículos pilosos, uñas y glándulas sudoríparas.
«Creo que la piel viva es la solución definitiva para dar a los robots el aspecto y el tacto de los seres vivos, ya que es exactamente el mismo material que recubre los cuerpos de los animales», resaltó Takeuchi.
https://www.eluniversal.com.mx/ciencia-y-salud/cientificos-crean-piel-humana-viva-para-robots-humanoides
por David | Jun 3, 2022 | BIOMEDICO
Las enfermedades neurodegenerativas tienden a generar una gran discapacidad física, intelectual y social. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), actualmente 50 millones de personas sufren demencia en todo el mundo y se espera que dicha cifra se triplique para 2050. Con estos datos sobre la mesa, no es de extrañar que uno de los retos actuales de la medicina sea paliar los efectos de estas patologías.
Ahora, una investigación conjunta de los laboratorios dirigidos por Silvia de Santis y Santiago Canals, científicos del Instituto de Neurociencias de Alicante (CSIC-UMH), ha permitido visualizar por primera vez y con gran detalle la inflamación cerebral utilizando la resonancia magnética ponderada por difusión (dw-MRI)
Esta detallada radiografía no puede obtenerse mediante una resonancia convencional, sino que son necesarias secuencias de adquisición de datos y modelos matemáticos especiales. Así, los investigadores han podido cuantificar las alteraciones en la morfología de las diferentes poblaciones de células implicadas en el proceso inflamatorio cerebral.
Los resultados demuestran que la nueva técnica puede detectar de forma no invasiva y diferenciada la activación de la microglía y los astrocitos, dos tipos de células cerebrales implicadas en la neuroinflamación.
Dicho avance, publicado en la revista Science Advances, podría ser clave para cambiar el rumbo del estudio y tratamiento de enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer, el párkinson y la esclerosis múltiple.
Los inconvenientes de la técnica actual
En general, hay una carencia de enfoques no invasivos capaces de caracterizar específicamente la inflamación cerebral in vivo. El estándar actual es la tomografía por emisión de positrones (PET), pero es difícil de generalizar y se asocia con la exposición a la radiación ionizante. En consecuencia, su uso está limitado en poblaciones vulnerables y en estudios longitudinales.
Otro inconveniente de la PET es su baja resolución espacial, ya que esto la hace inadecuada para obtener imágenes de estructuras pequeñas. Además, los radiotrazadores específicos de la inflamación se expresan en múltiples tipos de células (microglía, astrocitos y endotelio), lo que impide diferenciarlas.
Una estrategia innovadora
Frente a estos inconvenientes, la resonancia magnética ponderada por difusión (dw-MRI) puede obtener imágenes de la microestructura cerebral ‘in vivo’ de forma no invasiva y con alta resolución. Esta técnica captura el movimiento aleatorio de las moléculas de agua en el parénquima cerebral para generar contraste en las imágenes de resonancia magnética.
“Es la primera vez que se demuestra que la señal de este tipo de resonancia magnética puede detectar la activación microglial y astrocitaria, con huellas específicas para cada población de células. Esta estrategia refleja los cambios morfológicos validados post mortem por inmunohistoquímica cuantitativa”, señalan los investigadores.
También han demostrado que la dw-MRI es sensible y específica para detectar la inflamación con y sin neurodegeneración, por lo que ambas condiciones pueden ser diferenciadas. Además, permite discriminar entre la inflamación y la desmielinización característica de la esclerosis múltiple.
Este trabajo ha logrado asimismo demostrar el valor traslacional del enfoque utilizado en un grupo de humanos sanos a alta resolución, “en la que realizamos un análisis de reproducibilidad. La asociación significativa con patrones de densidad de microglía conocidos apoya la utilidad del método para generar biomarcadores fiables”, destaca De Santis.
“Creemos que caracterizar aspectos relevantes de la microestructura de los tejidos durante la inflamación puede impactar en nuestra comprensión del estudio de muchas afecciones cerebrales y transformar el diagnóstico y el seguimiento actual del tratamiento”, concluye.
¿Cómo se ha llevado a cabo el estudio?
Para validar el modelo, los investigadores han utilizado un paradigma de inflamación en ratas a través de la administración intracerebral de lipopolisacáridos (LPS). Con ello, se preserva la viabilidad y la morfología neuronal mientras que se induce primero una activación de la microglía y, de manera retardada, una respuesta de los astrocitos.
Esta secuencia temporal de eventos celulares permite que las respuestas gliales puedan ser disociadas transitoriamente de la degeneración neuronal, y la firma de la microglía reactiva investigada independientemente de la astrogliosis.
Para aislar la huella de la activación astrocitaria, los investigadores repitieron el experimento tratando previamente a los animales con un inhibidor que anula temporalmente alrededor del 90 % de la microglía. Posteriormente, con un paradigma establecido de daño neuronal, comprobaron si el modelo era capaz de desentrañar las huellas neuroinflamatorias con y sin una neurodegeneración concomitante.
“Esto es fundamental para demostrar la utilidad de nuestro enfoque como plataforma para el descubrimiento de biomarcadores del estado inflamatorio en las enfermedades neurodegenerativas, donde tanto la activación de la glía como el daño neuronal son actores clave”, aclaran.
Por último, los investigadores utilizaron un paradigma establecido de desmielinización, basado en la administración focal de lisolecitina, para demostrar que los biomarcadores desarrollados no reflejan las alteraciones del tejido que se encuentran frecuentemente en los trastornos cerebrales.
Fuente: https://invdes.com.mx/salud/una-resonancia-magnetica-permite-ver-la-inflamacion-del-cerebro-in-vivo-por-primera-vez/
por David | May 27, 2022 | SOCIAL
Un nuevo dispositivo enfocado en la salud de los bebés fue realizado por un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Washington, Estados Unidos. Se trata de un chupete bioelectrónico para monitorear el estado de salud de los bebés recién nacidos.
Este es capaz de controlar los electrolitos salivales de los neonatos de manera remota, así como detectar sus niveles de sodio y potasio en tiempo real, esto sin recurrir a métodos invasivos como la extracción de sangre.
Según la revista Biosensors and Bioelectronics, este chupete inteligente evita este tipo de métodos que suponen incomodidad en los recién nacidos, así como la posibilidad de prestar atención hospitalaria extra a bebés prematuros o con otros problemas de salud.
Según la página web de la institución estadounidense que publicó este estudio, el profesor y autor del proyecto Jong-Hoon Kim explicó cómo podría beneficiar este sistema a los bebés hospitalizados:
“A menudo vemos imágenes donde los bebés están conectados a un montón de cables para controlar sus condiciones de salud, como la frecuencia cardíaca la respiratoria, la temperatura corporal y la presión arterial. Queremos deshacernos de esos cables”, expresó.
El docente además indicó que las extracciones de sangre no solo pueden significar dolor para los infantes, sino que en ellas se recopila información aleatoria, debido a que se realizan tramos concretos y no de manera constante.
Por ello, mientras el bebé se encuentre usando este dispositivo, este irá recopilando información. Además, este no tiene ningún tipo de sistema de bombeo, pues funciona de manera autónoma.
Una vez que el dispositivo recopila toda esta información acerca de los pacientes, la transmite de forma inalámbrica a un equipo electrónico, a través de Bluetooth.
Así pues, el equipo médico que se encuentre al cuidado de los bebés podrán conocer en todo momento el estado actual de salud de estos infantes, sin necesidad de métodos invasivos.
Por el momento, el equipo de investigadores que ha desarrollado este dispositivo inteligente está trabajando en conseguir componentes más asequibles y que se puedan reciclar.
Crean chupete bioelectrónico para monitorear la salud de los bebés en hospitales
por David | May 13, 2022 | SOCIAL
El pasado 29 de abril se llevo a cabo el evento «Tecnhos KIDS 2022» con motivo de volver a sentirnos como cuando eramos niños y celebrar el día del niño. Se realizaron diversas actividades como:
- Carrera de carretillas
- Juego de harina
- Tiro libre
- Robo de zapatos
- Regalos
- Música y mucho más…
por David | May 6, 2022 | Sin categoría
Los ingenieros del MIT ahora han desarrollado un tipo de cinta adhesiva quirúrgica: un parche adhesivo fuerte, flexible y biocompatible que se puede aplicar fácil y rápidamente a tejidos y órganos biológicos para ayudar a sellar desgarros y heridas.
Al igual que la cinta adhesiva, el parche nuevo es pegajoso por un lado y suave por el otro. En su formulación actual, el adhesivo está destinado a sellar defectos en el tracto gastrointestinal, que los ingenieros describen como el conducto biológico del propio cuerpo.
En numerosos experimentos, el equipo ha demostrado que el parche puede adherirse rápidamente a grandes desgarros y pinchazos en el colon, el estómago y los intestinos de varios modelos animales. El adhesivo se adhiere fuertemente a los tejidos en varios segundos y se mantiene durante más de un mes. También es flexible, capaz de expandirse y contraerse con un órgano en funcionamiento mientras sana. Una vez que una lesión se cura por completo, el parche se degrada gradualmente sin causar inflamación ni adherirse a los tejidos circundantes.
El equipo prevé que el parche adhesivo quirúrgico algún día podría almacenarse en los quirófanos y usarse como una alternativa o refuerzo rápido y seguro a las suturas cosidas a mano para reparar fugas y desgarros en el intestino y otros tejidos biológicos.
“Creemos que esta cinta quirúrgica es una buena base tecnológica para convertirla en un producto listo para usar”, dice Hyunwoo Yuk, científico investigador del Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT. “Los cirujanos podrían usarlo como usan cinta adhesiva en el mundo no quirúrgico. No necesita ninguna preparación ni paso previo. Solo sácalo, ábrelo y úsalo”.
Yuk, el codirector y coautor correspondiente del estudio, y sus colegas publicaron sus resultados hoy en la revista Science Translational Medicine. Otros coautores incluyen al postdoctorado del MIT y autor principal Jingjing Wu; el supervisor del proyecto y coautor correspondiente Xuanhe Zhao, profesor de ingeniería mecánica y de ingeniería civil y ambiental en el MIT; y colaboradores de la Clínica Mayo y la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur.
Un instinto visceral
La nueva cinta adhesiva quirúrgica se basa en el diseño del equipo de 2019 para una cinta de doble cara. Esa primera iteración comprendía una sola capa que era pegajosa en ambos lados y estaba diseñada para unir dos superficies húmedas.
El adhesivo estaba hecho de ácido poliacrílico, un material absorbente que se encuentra en los pañales, que comienza seco y absorbe la humedad cuando entra en contacto con una superficie o un pañuelo húmedo, adhiriéndose temporalmente al tejido en el proceso. Los investigadores mezclaron en el material ésteres NHS, compuestos químicos que pueden unirse a proteínas en el tejido para formar enlaces más fuertes. Finalmente, reforzaron el adhesivo con gelatina o quitosano, ingredientes naturales que mantuvieron la forma de la cinta.
Los investigadores encontraron que la cinta de doble cara unía fuertemente diferentes tejidos. Pero al consultar con los cirujanos, se dieron cuenta de que una versión de un solo lado podría tener un impacto más práctico.
“En situaciones prácticas, no es común tener que unir dos tejidos; los órganos deben estar separados entre sí”, dice Wu. “Una sugerencia fue usar este elemento pegajoso para reparar fugas y defectos en el intestino”.
Misma cinta, nuevos trucos
Los investigadores primero ajustaron su receta adhesiva, reemplazando la gelatina y el quitosano con un hidrogel de mayor duración, en este caso, alcohol polivinílico. Este intercambio mantuvo el adhesivo físicamente estable durante más de un mes, el tiempo suficiente para curar una lesión intestinal típica. También agregaron una segunda capa superior no pegajosa para evitar que el parche se adhiera al tejido circundante. Esta capa se fabricó con un poliuretano biodegradable que tiene aproximadamente el mismo estiramiento y rigidez que el tejido intestinal natural.
“No queremos que el parche sea más débil que el tejido porque, de lo contrario, correría el riesgo de reventar”, dice Yuk. «Tampoco queremos que sea más rígido porque restringiría el movimiento peristáltico en las vísceras que es esencial para la digestión».
En las pruebas iniciales, el parche se adhirió a los tejidos, pero también se hinchó, tal como lo haría un pañal a base de hidrogel completamente mojado. Esta hinchazón estiró la cinta y el desgarro subyacente que pretendía sellar.
Luego, el equipo llevó a cabo experimentos para probar las propiedades y el rendimiento del parche. Cuando el parche se colocó en un cultivo con células epiteliales humanas, las células continuaron creciendo, lo que demuestra que el parche es biocompatible. Cuando se implantó bajo la piel de ratas, el parche se biodegradó después de aproximadamente 12 semanas, sin efectos tóxicos.
Finalmente, el equipo aplicó el parche sobre defectos de colon en cerdos y observó que los animales continuaban alimentándose normalmente, sin fiebre, letargo u otros efectos adversos para la salud. Después de cuatro semanas, los defectos se curaron por completo, sin signos de fugas secundarias.
Referencia:
- https://news.mit.edu/2022/surgical-tape-bioadhesive-sutures-0202
