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10 innovaciones biónicas que podrían revolucionar la medicina
Después de que el astronauta ficticio Steve Austin resultó gravemente herido en un accidente de avión experimental, el Director Oscar Goldman aseguró a sus colegas de la Oficina de Inteligencia Estratégica: “Podemos reconstruirlo; tenemos la tecnología ”. En 1974, cuando El hombre de los seis millones de dólares la serie de televisión comenzó, la afirmación de Goldman habría sido absurda si se hubiera hecho en el mundo real.
Ahora, poco más de 40 años después, tenemos la tecnología para reconstruir seres humanos, o partes de ellos, al menos. Como lo indican estas diez innovaciones biónicas que podrían cambiar la medicina, puede que no pase mucho tiempo antes de que podamos "reconstruir" completamente a hombres y mujeres lesionados.
10 ojos
Como resultado de la degeneración macular relacionada con la edad, el jubilado británico Ray Flynn perdió su capacidad para distinguir rostros en 2009. Su calidad de vida mejoró drásticamente en 2015, cuando recibió un implante eléctrico que transmite una alimentación de video a células sanas en su retina. Una pequeña cámara pegada a sus gafas captura el video. Ahora puede reconocer caras y leer de nuevo. También puede ver su TV más claramente. Lo más sorprendente de todo es que puede ver incluso con los ojos cerrados, gracias a sus gafas de video.
Las personas que sufren de retinitis pigmentosa han sido asistidas por la misma tecnología que ayuda a ver a Flynn. El oftalmólogo Paulo Stanga, del Manchester Royal Eye Hospital, dijo: "Esta tecnología es revolucionaria y cambia la vida de los pacientes, restableciendo la visión funcional y ayudándolos a vivir de forma más independiente".
9 oreja
En algunos casos, la terapia génica puede funcionar con tecnología biónica para mejorar la audición. La mayor parte de la pérdida auditiva se produce entre las células pilosas de la cóclea y el nervio auditivo. Los implantes cocleares alivian esto simulando el nervio auditivo con pequeños electrodos. Sin embargo, cuando los nervios auditivos están dañados, las señales enviadas por los electrodos deben ser más fuertes, lo que confunde el sonido resultante. La única forma de refinar el sonido es reparar los nervios auditivos.
Ahí es donde entra en juego la terapia génica. En las pruebas, dicha terapia ha provocado que los nervios auditivos "marchitos" vuelvan a crecer. Más específicamente, Jeremy Pinyon, un científico auditivo de la Universidad de Nueva Gales del Sur, y su equipo administraron una neurotrofina que codifica un gen, una proteína que estimula el crecimiento nervioso, a las células en los oídos internos de los conejillos de indias sordos. Esto dio lugar a la regeneración auditiva del nervio, permitiendo a los animales volver a oír. Aunque el procedimiento no estará listo para uso clínico durante algún tiempo, se muestra prometedor como una forma de producir orejas biónicas mejoradas a través de la terapia génica.
8 dientes
La capacidad de regenerar los dientes y prevenir las caries utilizando la tecnología biónica es posible en un futuro próximo, ya que los dentistas usan reemplazos bioactivos para combatir la caries dental. La Dra. Ana Angelova Volponi dice que la investigación hacia la creación de este tipo de "bioteeth" ha hecho grandes avances al utilizar células madre gingivales adultas.
Aunque el desarrollo de bioteeth puede ser posible, los expertos difieren en la practicidad de los dientes en crecimiento como una práctica dental de rutina. Sin embargo, la investigación continúa, parte de la impresión 3D, con la esperanza de que, en el futuro, podamos crecer dientes de reemplazo.
7 mano
La pelicula de 2006 El laberinto del fauno Introdujo un personaje con ojos en las palmas de sus manos. Aunque la película es una fantasía, una mano biónica equipada con su propio ojo artificial es un hecho. La prótesis utiliza inteligencia artificial para "ver" objetos. La intención del usuario de recoger un objeto se transmite, como impulsos eléctricos, a la mano. La mano responde tomando una foto del objeto. Luego, utilizando “una de las cuatro posibles posiciones de agarre”, la mano se cierra sobre el objeto deseado y lo levanta.
Se usaron imágenes de más de 500 objetos diferentes para entrenar la mano. Cada una se mostró en 72 imágenes para indicar varios ángulos y para mostrar varios fondos. A medida que avanzaban las pruebas, la mano aprendió qué posición de agarre funcionaba mejor para cada objeto. Actualmente, la mano es un prototipo, aunque ha sido probada por dos amputados, con una efectividad del 90 por ciento. Antes de que pueda ponerse en servicio, debe alcanzar una tasa de éxito del 100 por ciento. Los investigadores esperan que los nuevos algoritmos les permitan alcanzar ese objetivo. También planean hacer la mano más liviana y poner la cámara en la palma de la mano, en lugar de en la parte posterior de la mano.
6 páncreas
El páncreas biónico creado por investigadores del Hospital General de Massachusetts y la Universidad de Boston mide automáticamente el azúcar en la sangre y libera insulina según sea necesario. Un sensor implantado debajo de la piel controla el azúcar en la sangre en el tejido del usuario y carga los datos en una aplicación de iPhone. Cada cinco minutos, la aplicación calcula la cantidad de insulina necesaria y la suministra a través de una bomba.
No es necesario determinar los carbohidratos consumidos en cada comida e ingresar la cantidad en el dispositivo. En cambio, los usuarios indican si la comida fue "típica", "más de lo usual", "menos que lo típico" o un "pequeño bocado", así como si fue el desayuno, el almuerzo o la cena. Una prueba de diabéticos adultos y adolescentes mostró que el azúcar en la sangre de los participantes era más saludable cuando utilizaban el páncreas biónico en lugar de sus tratamientos habituales. Después de otras pruebas, el páncreas biónico puede proporcionar una nueva forma de controlar y controlar los niveles de azúcar en la sangre en pacientes diabéticos.
Ortesis de 5 piernas
Cuando tenía dos años, John Simpson, ahora en sus sesenta años, cayó y se cortó la barbilla.Como resultado, contrajo la polio, que lo dejó incapaz de caminar sin una ortesis de pierna. El refuerzo era engorroso y limitado en su función. "Desde que tengo memoria", dice, "tuve que caminar con una pinza de acero con la rodilla cerrada que tenía que ajustar manualmente cada vez que quería doblar la pierna". Si eso no funcionó, me rompí la pierna ”. Sin embargo, su nuevo aparato ortopédico biónico le ha dado libertad. Con él, puede caminar, andar en bicicleta y subir escaleras. El dispositivo ha "revolucionado" su vida, dijo.
Empleando la tecnología Bluetooth, la abrazadera biónica computarizada, utilizando sensores en el muslo de Simpson, monitorea sus pasos y se mueve con él. El refuerzo de fibra de carbono es más fuerte que el acero y funciona con una batería recargable. La abrazadera biónica verifica la posición de la rodilla cada 0.02 segundos, lo que le da a Simpson la flexibilidad que necesita, pero carece de su abrazadera anterior.
4 rodillas
Hailey Daniswicz flexiona los músculos de su muslo. Los electrodos envían señales a una computadora. En un monitor, un avatar dobla su rodilla. La joven perdió su pierna izquierda por cáncer. Una vez que la computadora ha sido calibrada para "reconocer leves movimientos de su muslo", puede equiparse con una pierna biónica que controla de forma natural. Según el líder del proyecto, Levi Hargrove, científico investigador del Centro de Rehabilitación del Instituto de Medicina Biónica de Chicago, el objetivo es "integrar la máquina con la persona".
La prótesis utiliza electromiografía (medición de la actividad eléctrica de los músculos) y software de reconocimiento de patrones. Nueve electrodos, cada uno unido a un músculo diferente, detectan señales eléctricas enviadas desde los nervios a los músculos. La computadora reconoce los patrones de señal y determina si quiere doblar la rodilla o flexionar el tobillo. Daniswicz y los otros tres sujetos de prueba del programa no solo podían mover las piernas y doblar las rodillas, sino que también podían controlar sus tobillos con la rodilla biónica.
Más de dos millones de personas han sufrido una amputación de la parte inferior de sus piernas, y se prevé que el doble de ellas se sometan a una operación de este tipo para 2050, debido al aumento de la diabetes. Actualmente, las piernas protésicas dependen de sus usuarios que inician el movimiento de las piernas al balancearlas. Se espera que las nuevas rodillas y extremidades biónicas revolucionen estas prótesis en el futuro.
3 tobillo
Según Hugh Herr, director del grupo de Biomechatronics del Instituto Tecnológico de Massachusetts, "la tecnología está avanzando a un ritmo tan acelerado que podemos imaginar fácilmente que muchas discapacidades que existen hoy en día ya no son discapacidades". Las extremidades biónicas son una de las aplicaciones que pueden restaurar las habilidades perdidas a las personas con discapacidad. Adrianne Haslet-Davis es un ejemplo. Bailarina profesional en un salón de baile, perdió parte de su pierna en los atentados del maratón de Boston.
Herr, que perdió sus propias piernas en un accidente de escalada, construyó un tobillo artificial que restauró la capacidad de baile de Haslet-Davis. "En este laboratorio, robamos a la naturaleza", explica Herr. "Modelamos la parte del cuerpo que falta y modelamos los músculos y cómo los músculos están controlados por la médula espinal y de esa ciencia extraemos principios que dictan cómo se diseñan los mecánicos". El equipo de Herr ha suministrado 90 amputados con versiones personalizadas. del tobillo biónico. La Administración de Veteranos, el Departamento de Defensa y algunas compañías de seguros privadas asumieron el costo de los tobillos, pero en el futuro, Herr espera que las prótesis de alta tecnología estén más disponibles para quienes las necesitan.
2 exoesqueleto
Los avances en la tecnología biónica han resultado en el desarrollo de un exoesqueleto biónico. Llevado sobre el cuerpo, el exoesqueleto ayuda a su portador a caminar. Kevin Oldt se lesionó la columna vertebral en un accidente de motonieve. Como resultado, dependía de una silla de ruedas. Ahora, con su exoesqueleto, un dispositivo similar a un arnés que combina una variedad de puntales, sensores, correas y software, recibe asistencia específica para sus necesidades.
Una vez que Oldt comienza a caminar, ayudado por las muletas, los cuatro motores eléctricos del exoesqueleto enderezan su parte inferior del cuerpo. Sus piernas trabajan con el exoesqueleto, ya que este último mide la cantidad de fuerza que genera al levantar el pie, empujando contra el suelo. En abril de 2016, la Administración de Drogas y Alimentos de EE. UU. Aprobó el exoesqueleto Ekso GT que Oldt utiliza para pacientes con accidente cerebrovascular y personas con lesiones de la columna vertebral debajo del cuello.
1 cola
No es frecuente que una persona necesite una cola, pero el equipo de efectos especiales para el señor de los Anillos Las películas proporcionaron a Nadya Vessey de Auckland, Nueva Zelanda, una para que ella pudiera nadar. Una afección congénita evitó que sus piernas se desarrollaran adecuadamente y, a los 16 años, fueron amputadas. Cuando Vessey tenía 50 años, un niño, al verla quitarse las piernas protésicas, le preguntó qué había sido de sus propias piernas. Ella le dijo que ella es una sirena.
Inspirada por su explicación, escribió a Weta Workshop, ganadora de un Oscar, la compañía de efectos especiales que también creó efectos visuales para las cronicas de Narnia y King Kong, pidiéndoles que le hagan una cola de sirena. Ellos respondieron construyendo una cola de tela de traje húmedo y moldes de plástico.
La estructura de la cola le permite nadar en movimientos gráciles y ondulados, como los de la criatura mitológica a la que se asemeja cuando usa la prótesis. La cola se ajusta a la medida de Vessey, completa con una espina de policarbonato y aleta de cola, así como patrones de escala impresos digitalmente.A pesar de la pérdida de sus piernas, Vessey compitió en la natación de la escuela secundaria, y espera usar la cola de su sirena biónica para competir en el evento de natación de triatlón.