Nueve de cada cien personas desarrollan trastornos de la voz a lo largo de su vida. Quistes, pólipos y nódulos en las cuerdas vocales. La cirugía los extirpa, pero el precio suele ser alto: cicatrices que endurecen el tejido y una voz que permanece ronca para siempre. Los hidrogeles ayudarían a la curación, pero inyectarlos con precisión en la garganta es prácticamente imposible.
Pero ahora existe una solución: una bioimpresora microscópica que se introduce en el laringoscopio e imprime el gel en la garganta, justo donde se necesita. En el quirófano, en tiempo real, sin bisturíes adicionales.
Un robot del tamaño de una semilla de sésamo
El equipo de McGill University Montreal ha construido lo que él llama el El dispositivo de bioimpresión más pequeño jamás fabricadoDos milímetros y siete décimas de milímetro de diámetro. Lo suficientemente delgado como para pasar por el canal de trabajo de un laringoscopio estándar, el que los cirujanos usan normalmente para mirar dentro de la garganta. Swen Groen, un ingeniero biomédico que lideró el desarrollo, trabajó durante tres años para miniaturizar un concepto que parecía imposible.
El dispositivo se llama MIISB (Bioimpresora in situ mínimamente invasivay funciona como un elefante en miniatura. El cabezal de impresión está unido a una «trompa» flexible controlada por cables finísimos. El cirujano lo maneja todo manualmente, posicionando la boquilla con precisión milimétrica y depositando hidrogel biocompatible en los puntos exactos donde se ha extirpado el tejido. Las líneas impresas tienen 1,2 milímetros de grosor y pueden superponerse para reconstruir geometrías complejas.
El mercado mundial de bioimpresión 3D alcanzará $ 8,5 mil millones para 2035, según proyecciones de Perspectivas del mercado futuroLos dispositivos para aplicaciones ortopédicas y de medicina regenerativa crecen a un ritmo del 19% anual. La bioimpresión para uso quirúrgico directo, como la desarrollada por McGill, representa uno de los segmentos más prometedores.
El problema de las cicatrices en las cuerdas vocales
Las cuerdas vocales son estructuras delicadas. Con una longitud aproximada de 1,5 centímetros, vibran miles de veces por segundo para producir la voz. Cuando se forman quistes o pólipos, se extirpan quirúrgicamente con láser o microinstrumentos. Pero lo que sucede después es el verdadero problema. Entre el 5% y el 18% de los pacientes desarrollan fibrosis postoperatoria: Tejido cicatricial que endurece las cuerdas vocales y dificulta la capacidad de hablar con normalidad.
Como te escribí hace algún tiempo en un artículo sobre bioimpresión rápidaLos hidrogeles a base de ácido hialurónico pueden prevenir este problema. Proporcionan una estructura suave que favorece el crecimiento de tejido sano y reduce la inflamación. El problema siempre ha sido come Colóquelas con precisión. Las inyecciones externas, a través de la piel del cuello, no alcanzan todas las zonas necesarias y a menudo acaban en lugares equivocados.
Impresión en tiempo real durante el funcionamiento
La bioimpresora de McGill, como ya se ha mencionado, resuelve el problema introduciéndose directamente en el campo operatorio. El cirujano realiza el procedimiento normalmente con el microscopio suspendido, extrae el tejido dañado, Luego toma el MIISB y reconstruye la geometría de las cuerdas vocales imprimiendo el hidrogel capa por capa. Todo ello sin mover al paciente, sin obstruir la visión, sin incisiones adicionales.
Audrey Sedal, coautor del estudio, utilizó una comparación eficaz:
“Es como una manguera de jardín. Si alguna vez has visto qué pasa cuando abres el agua de una manguera, sabes que empieza a moverse de forma impredecible. Este dispositivo, sin embargo, se comporta de forma predecible.”
El secreto reside en el modelo cinemático que traduce las órdenes del cirujano en movimientos coordinados del cable. Un algoritmo compensa la flexibilidad inherente del sistema y garantiza que la boquilla siempre termine donde debe.
Las pruebas realizadas en modelos anatómicos utilizados para la formación quirúrgica han demostrado que el dispositivo es capaz de Reconstruir cavidades dejadas por lesiones, rellenar defectos parciales e incluso recrear una cuerda vocal completa faltanteLa precisión de posicionamiento es de una décima de milímetro. Nada mal para un robot controlado manualmente que trabaja en un espacio del ancho de una moneda.
Desde el quirófano hasta el cuerpo humano
El MIISB es actualmente un prototipo preclínico. Funciona, pero aún presenta limitaciones. La rigidez del cabezal está calibrada para garantizar la seguridad (es preferible que sea demasiado blando a que sea demasiado duro), pero esto amplifica las vibraciones durante la extrusión del gel. Se necesita un control más precisoLuego está la variabilidad entre las diferentes unidades de producción: cada cabezal de impresión tiene características ligeramente diferentes, y esto complica la estandarización.
El siguiente paso, explica lucas mongeau El coordinador de la investigación, el Dr. A.S., está probando los hidrogeles en animales para verificar que la reparación funcione en tejido vivo. Si los resultados son positivos, se procederá a realizar ensayos clínicos en humanos. «Estamos intentando llevar este dispositivo a la clínica», afirmó. El equipo también está trabajando en una versión semiautónoma que combina el control manual y la conducción autónoma.
Ya existen dispositivos similares para otros órganos. Los investigadores han desarrollado bioimpresoras ultrasónicas para crear hidrogeles en el colon y el hígado, pero estos son demasiado grandes para la garganta.
La miniaturización del MIISB abre la puerta a intervenciones incluso en tejidos más delicados. Ibrahim Özbolat, experto en bioimpresión en Penn State University, comentó: “Es la primera vez que veo una bioimpresora aplicada a las cuerdas vocales”.
Más allá de las cuerdas vocales
El hidrogel utilizado en el dispositivo fue desarrollado específicamente por el grupo de Mongeau para este tipo de cirugía. Su viscosidad disminuye bajo presión, lo que facilita su paso a través de una cánula de 1,2 milímetros. Una vez depositado, mantiene su forma y favorece el crecimiento de tejido nuevo. El material aún no se ha descrito en la literatura científica, pero forma parte de una familia de hidrogeles. técnicas regenerativas que están cambiando la fonocirugía.
La verdadera pregunta es si este concepto puede extenderse a otros tejidos. Una bioimpresora insertada por la nariz o la boca podría reparar daños en la faringe, la laringe y la tráquea. Con las boquillas adecuadas y las biotintas apropiadas, también podrían depositarse células vivas, no solo geles. El camino hacia la impresión in situ de órganos aún es largo, pero este dispositivo demuestra que la miniaturización extrema será una realidad generalizada en el futuro.
Il sector de bioimpresión médica Crece un 13,9 % anual y se prevé que supere los 47 millones de dólares en 2033. Los fabricantes de dispositivos médicos ya representan el 4,7 % del mercado. Herramientas como el MIISB podrían acelerar aún más este crecimiento, trasladando la bioimpresión de los laboratorios a los quirófanos.
Por ahora, la bioimpresora más pequeña del mundo espera demostrar su potencial en tejido vivo. Si funciona, miles de personas podrían recuperar el habla normal tras una cirugía de cuerdas vocales. Y quizás, algún día, alguien utilice el mismo principio para reparar otros órganos desde dentro. Sin cicatrices, sin rechazo, sin esperar un donante.
Es simplemente una impresora que llega, hace su trabajo y se va, dejando tela nueva en lugar de la vieja.
