Heridas de soldadura

Pregúntele a cualquiera que sepa acerca de los experimentos de R. Rox Anderson con láseres y es probable que escuche las palabras Star y Trek de cerca. Por otra parte, las analogías de tecnología más baja, como los astilleros o los talleres de carrocería, también podrían venir a la mente. Pero esto no es ciencia ficción, y definitivamente no es trabajo de metales convencional. Anderson trabaja en el mundo de la biología y su objetivo es sellar las heridas.



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La soldadura de heridas es un sueño de alta tecnología que pronto podría convertirse en una realidad clínica, si encuentra el nicho adecuado. Anderson, un dermatólogo de la Universidad de Harvard que dirige un laboratorio de investigación láser en el Hospital General de Massachusetts (MGH), cree que los láseres podrían suplantar las suturas y grapas relativamente primitivas que ahora se usan ampliamente. No deberíamos volver a juntar a las personas o hacer cirugías y mover órganos, clavándolos allí con pequeños trozos de cuerda y trozos de metal, dice. Es arcaico.

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Esta historia fue parte de nuestro número de noviembre de 1998





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Anderson y sus colegas de investigación no son los únicos intrigados por el potencial de volver a unir los tejidos cortados y lesionados del cuerpo. Un puñado de nuevas empresas biomédicas y fabricantes de láser establecidos están trabajando febrilmente en él, y las compañías quirúrgicas más grandes están siguiendo de cerca el progreso. El trabajo está impulsado por las ventajas potenciales de la soldadura láser: cirugías más rápidas, menos complicaciones, curación más rápida. Sin embargo, la dura realidad comercial es que, para la mayoría de los procedimientos comunes, la sutura y el grapado son baratos y están profundamente arraigados. Pero los avances recientes en cirugía, especialmente aquellos en el campo de rápido crecimiento de los procedimientos mínimamente invasivos, están creando oportunidades que podrían hacer de la soldadura láser una realidad clínica.

Hasta ahora, la prisa por las aplicaciones prácticas ha superado la comprensión científica de lo que sucede en un sitio de soldadura biológica. Lo que se sabe es que cuando el láser calienta los bordes de un desgarro, las proteínas allí comienzan a desnaturalizarse o fundirse. A medida que el material se enfría, se solidifica y, si todo va según el plan, los bordes se fusionan, dejando una costura como una soldadura en una tubería de metal. Para ayudar en este proceso de fusión, los investigadores a menudo agregan una soldadura a base de proteínas en la herida para reforzar la costura.

El método es atractivo para los cirujanos porque, en primer lugar, podría llegar a ser en última instancia más estandarizado que la sutura, que sigue siendo más un arte que una ciencia. Qué tan lejos colocan la aguja del borde del tejido, qué tan lejos colocan un punto de otro, qué tan apretado hacen el nudo o tiran del punto entre los nudos, todo eso es subjetivo y cada cirujano lo hará de manera diferente, explica. Dix Poppas, director de urología pediátrica, cirugía reconstructiva y laparoscópica del New York Hospital-Cornell University Medical Center e investigador de soldadura de tejidos. Y aunque las engrapadoras mecánicas eliminan parte del arte de unir tejidos, no siempre son prácticas para estructuras delicadas, irregulares o muy pequeñas.



A diferencia de las suturas o grapas, las heridas de soldadura también ofrecen un sello hermético para retener los fluidos corporales, previniendo la pérdida de sangre, infecciones y cirugías repetidas. Y los láseres no dejan trozos de hilo y piezas de metal que puedan inhibir la curación y causar inflamación, cicatrización y constricción de los vasos recién reparados.

Los primeros intentos de soldadura láser de tejidos se remontan a casi 20 años. Durante ese tiempo, los láseres se han convertido en una herramienta invaluable para los cirujanos para cortar o destruir tejidos y, por ejemplo, han revolucionado la eliminación de cataratas. Pero con la excepción de un procedimiento láser ampliamente utilizado para volver a unir una retina, la soldadura aún tiene que demostrar que es el método de elección para el cierre de tejidos.

En estos días, sin embargo, muchos investigadores biomédicos sienten que el campo está alcanzando una masa crítica. Los resultados alentadores de los estudios de laboratorio y en animales continúan acumulándose, y los estudios preliminares en humanos han demostrado la utilidad potencial de la soldadura en cirugías como la reversión de la vasectomía, la reconexión de arterias y venas y la corrección de defectos congénitos del pene. He estado haciendo esto durante 16 años y solía ser que nadie ni siquiera escuchaba; ahora recibo llamadas todas las semanas, dice Poppas.

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A pesar del entusiasmo, sigue siendo incierto si la soldadura de tejidos puede hacerse un hueco en el competitivo negocio quirúrgico. Para que se convierta en una técnica médica estándar, los médicos necesitarán acceso a dispositivos de soldadura y soldaduras seguros y confiables disponibles en el mercado. Algunos de estos artículos se encuentran ahora en ensayos clínicos en humanos, pero aún deben demostrar su valía y obtener la aprobación regulatoria de la Administración de Alimentos y Medicamentos. Y las empresas que desarrollan los productos deberán definir y capturar un mercado para su tecnología que les proporcione beneficios lucrativos.



Sacando el arte

Un paso crucial para hacer que la soldadura de tejidos sea ampliamente aplicable es construir sistemas láser fáciles de usar que sean seguros y confiables en las manos de muchos cirujanos, no solo en las de los investigadores altamente capacitados que están desarrollando los sistemas. Aunque Poppas y otros cirujanos se han ganado la reputación de excelentes soldadores, su técnica sigue siendo en cierto modo una forma de arte. Juzgar cuándo apagar el láser, por un lado, es complicado; si el tejido se calienta demasiado, se quemará; si no se calienta lo suficiente, la soldadura será débil.

Poppas, que usa soldaduras de proteínas cuando suelda, explica que mirar el punto final de una soldadura deja mucho margen de error. La única forma de hacerlo es observando los cambios visuales que ocurren en la soldadura: cuando ve que se endurece, cuando ve que brilla, cuando ve burbujas, cuando ve que se vuelve opaco. Esos son parámetros extremadamente subjetivos, y cada cirujano tendrá una opinión diferente sobre cómo se ve una soldadura.

Para hacer que el proceso sea consistentemente reproducible para el cirujano promedio, Poppas está trabajando con Abiomed, con sede en Danvers, Massachusetts, para probar un sistema de soldadura más inteligente. El enfoque de Abiomed emplea un detector de infrarrojos, similar a los que se utilizan en los termómetros de oído, para medir la temperatura de un punto a medida que el láser lo calienta. La señal del termómetro se alimenta a un microprocesador, que ajusta la salida del láser para mantener la temperatura dentro de unos pocos grados. El sistema, según Robert Stewart, científico principal de Abiomed, elimina el arte de la soldadura. Cualquiera puede establecer una temperatura y soldar y funcionará.

En algunas de las operaciones delicadas a las que se dirigen los soldadores de tejidos, por ejemplo, las que involucran a recién nacidos e incluso a fetos antes del nacimiento, tal confiabilidad podría ser una cuestión de vida o muerte. Si bien estas aplicaciones de alto riesgo dan a la soldadura de tejido con láser la oportunidad de brillar (las suturas desgarrarían los frágiles tejidos fetales), también resaltan lo que está en juego para mantener el láser bajo control. Para realizar las operaciones de manera segura, los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en Berkeley, California, han inventado un sistema de soldadura controlado por retroalimentación y, en colaboración con Conversion Energy Enterprises de Spring Valley, NY, el equipo está probando la viabilidad de usarlo para sellar y unir los vasos sanguíneos del recién nacido y del feto.

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Aunque un sistema láser confiable y fácil de usar es esencial, muchos investigadores creen que el simple hecho de usar un láser para derretir las proteínas que se encuentran en el sitio de la herida no puede hacer un sello lo suficientemente fuerte para uso clínico. Entonces, al igual que los plomeros y los electricistas, los cirujanos han recurrido a las soldaduras, en este caso, proteínas derivadas de tejidos animales o humanos que se funden en la herida y refuerzan la unión de los tejidos.

Mientras aún era estudiante de medicina a mediados de la década de 1980, Poppas pasó varios meses frustrantes en el laboratorio operando uretras de ratas, usando solo un láser para sellarlas. Seguí viendo un potencial allí, recuerda, pero algo no estaba bien. El láser no producía de manera confiable una unión lo suficientemente fuerte como para competir con las suturas. Entonces, Poppas comenzó a jugar con tiras de músculo o vena ricas en proteínas, o gotas de sangre que colocó sobre el vaso cortado antes de golpearlo con la luz láser. Los resultados fueron mejores, pero aún no lo suficientemente buenos. Luego probó la proteína pura, un compuesto llamado albúmina que abunda en el suero sanguíneo y en las claras de huevo. Lo mezclé y lo puse en la herida y pegué esta cosa y fue increíble, los resultados fueron simplemente fenomenales, dice. De hecho, se suponía que debía ir a un concierto de [Grateful] Dead ese día y me lo perdí porque seguí haciendo estos experimentos.

Se acaba el tiempo

Con la solidificación de la ciencia de la soldadura y la puesta a punto de la tecnología láser, los defensores de la soldadura de tejidos son optimistas. Anderson de MGH, por ejemplo, cree que él y sus colegas se encaminan hacia una realidad en la que eventualmente habrá un sistema fácil de usar y listo para usar para la reparación de tejidos que se parece mucho a lo que hacen en Star Trek. Pero antes de que la tecnología y la ciencia ficción puedan fusionarse, la soldadura de tejidos se enfrenta a un desafío abrumador; todavía debe encontrar una aplicación inicial para poner la tecnología en el estante y abrir el mercado.

Y el tiempo corre. A algunos proponentes les preocupa que si la soldadura no se vuelve comercialmente viable en los próximos años, los nichos potenciales se llenarán con una nueva generación de colas para tejidos biológicos y sintéticos. Los adhesivos y selladores quirúrgicos, algunos primos sintéticos de Superglue y otros hechos de materiales biológicos, prometen muchos de los mismos beneficios que la soldadura de tejidos. Si bien ningún adhesivo cumple con todos los criterios para un sellador de tejidos ideal, los pegamentos están comenzando a obtener la aprobación reglamentaria para aplicaciones limitadas, como el cierre de pequeñas heridas o incisiones en la piel. Y los desarrolladores de adhesivos ya están trabajando en productos más resistentes y biocompatibles.

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