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Un implante flexible toca el sistema nervioso sin dañarlo
La medicina en estos días considera todo tipo de planes ambiciosos para leer señales cerebrales para controlar sillas de ruedas o usar dispositivos electrónicos para evitar lesiones en la columna. Pero la mayoría de estas ideas para implantes que pueden interactuar con el sistema nervioso chocan con un problema de materiales básicos: los cables son rígidos y los cuerpos blandos.
Un implante hecho de silicona y alambres de oro es tan elástico como el tejido humano.
Eso motivó a algunos investigadores de la École Polytechnique Fédérale, en Lausana, Suiza, a diseñar un implante electrónico suave y flexible, que dicen que tiene la misma capacidad de doblarse y estirarse que la duramadre, la membrana que rodea el cerebro y la médula espinal.
Los científicos, incluidos Gregorio Courtine , han demostrado previamente que los implantes pueden permitir que los ratones con lesiones en la columna vuelvan a caminar. Hicieron esto enviando patrones de descargas eléctricas a la médula espinal a través de electrodos colocados dentro de la columna (ver Ratas paralizadas dan 1000 pasos, orquestadas por computadora). Pero los cables rígidos terminaron dañando el sistema nervioso de los ratones.
Así que Courtine se unió al ingeniero eléctrico Estefanía Lacour (ver Innovadores menores de 35 años, 2006: Stéphanie Lacour) para idear un nuevo implante al que llaman e-dura. Está hecho de silicona suave, alambres de oro elásticos y electrodos de goma salpicados de platino, así como un microcanal a través del cual los investigadores pudieron bombear drogas.
El trabajo se basa en los avances continuos en electrónica flexible. Otros científicos han construido parches que coinciden con las propiedades de la piel e incluyen circuitos, sensores o incluso radios (ver Tatuajes electrónicos adhesivos).
Lo que es nuevo es cómo la electrónica extensible se está fusionando con un esfuerzo cada vez mayor para inventar nuevas formas de enviar y recibir señales de los nervios (consulte la Nueva caja de herramientas de la neurociencia). La gente está superando los límites porque todos quieren interactuar con precisión con el cerebro y el sistema nervioso, dice Polina Anikeeva, científica de materiales del MIT que desarrolla hilos de fibra óptica ultrafinos como una forma diferente de interactuar con el tejido neural.
La razón por la cual los electrodos de metal o plástico eventualmente causan daño o dejan de funcionar es que causan compresión y daño al tejido. Un implante rígido, incluso si es muy delgado, no se estirará como lo hace la médula espinal. Se desliza contra el tejido y causa mucha inflamación, dice Lacour. Cuando te agachas para atarte los cordones de los zapatos, la médula espinal se estira en varios porcentajes.
El implante imita una propiedad del tejido humano llamada viscoelasticidad, algo entre el caucho y un fluido muy espeso. Pellizque la piel de su mano con fuerza y se deformará, pero luego volverá a su lugar.
Usando el implante flexible, los científicos suizos informaron hoy en la revista Ciencias que podían superar las lesiones de la columna vertebral en ratas envolviéndolas alrededor de la médula espinal y enviando señales eléctricas para hacer que las patas traseras del roedor se movieran. También inyectaron productos químicos para mejorar el proceso. Después de dos meses, vieron pocos signos de daño en los tejidos en comparación con los electrodos convencionales, lo que terminó provocando una reacción inmunológica y afectando la capacidad de movimiento del animal.
El objetivo final de este tipo de investigación es un implante que podría restaurar la capacidad de caminar de una persona paralizada. Lacour dice que aún está lejos, pero cree que probablemente involucrará componentes electrónicos suaves. Si desea una terapia para los pacientes, debe asegurarse de que dure en el cuerpo, dice ella. Si podemos igualar las propiedades del tejido neural, deberíamos tener una mejor interfaz.