Proyecto de investigación - Utilizacion de disitivos como organos de remplazo

Universidad Autónoma de Baja California

Facultad de ingeniería

Tronco Común

Materia:

Metodología de la Investigación

M.D.

Antonio Corona Guzmán

Proyecto que para acreditar la materia de la mitología de la investigación presenta: Joel

Antonio Gonzalez Angulo

“Utilización de dispositivos para remplazo de órganos”

Mexicali, B.C., a 3 de enero del 2011

0

Índice

Introducción

Capítulo I

Elección de tema…………………………………………………………………………1

Justificación del tema……………………………………………………………………1

Delimitación del tema……………………………………………………………………1

Objetivo general………………………………………………………………….3

Objetivos específicos……………………………………………………………4

Capitulo II

2.1 Antecedentes históricos……………………………………………………6

2.2 Desarrollo teórico……………………………………………………………9

2.2.1 Anatomía y fisiología……………………………………………..9

2.2.1.1 Tejidos…………………………………………………...9

2.2.1.2 Tejidos epiteliales………………………………………10

2.2.1.3 Tejidos Conectivos……………………………………..10

2.2.1.4 Tejidos Musculoso……………………………………..10

2.2.1.5 Tejido nervioso…………………………………………11

1

2.2.2 Biomecanismos…………………………………………………….........11

2.2.3 Rehabilitación de la ingenieria y tecnología asistida……………......11

2.2.4 Biomateriales…………………………………………………………….12

2.2.4.1 Metales…………………………………………………………12

2.2.4.2 Cerámica y vidrio……………………………………………...12

2.2.4.4 Polímeros………………………………………………………13

2.2.4.5 Materiales Naturales…………………………………………13

2.2.5 Ingeniería de tejidos……………………………………………………14

2.2.5.1 Útero artificial…………………………………………………14

2.2.5.2 Estomago artificial……………………………………………15

2.2.5.3 Corazón artificial…………………………………………......15

2.2.5.4 Sangre artificial……………………………………………….16

2.2.5.5 Vasos sanguíneos artificiales………………………………16

2.2.5.6 Huesos artificales……………………………………………17

2.2.5.7 Piel artificial…………………………………………………..17

2.2.5.8 Retina artificial……………………………………………….18

2.2.5.9 Partes del cuerpo artificiales mediante células madre….18

2

2.2.6 Bioinstrumentacion………………………………………………….19

2.2.7 Sensores biomédicos……………………………………………….20

2.2.8 Procesamiento de bioseñales…………………………………….21

2.2.9 Sociedad vs Biomédica…………………………………………….21

Capitulo III

Diseño metodológico…………………………………………………………….......22

3.1 Operacionalización de la hipótesis…………………………………………….22

3.2 Hipótesis………………………………………………………………………….24

Matriz de relación teórico practico………………………………………………....24

3.3 Población, determinación de la muestra y tratamiento de información…..24

Análisis general……………………………………………………………………...26

Conclusión…………………………………………………………………………...27

Anexos…………………………………………………………………………….....28

Referencias………………………………………………………………………….30

3

Introducción

Esta investigación provee una información realmente básica con respecto a la teoría

básica en la utilización de dispositivos como órganos de remplazo, la mayoría de los

dispositivos de remplazo presentan una ayuda o en forma de rehabilitación para ciertas

limitaciones o incapacidades de un paciente, que podrían ayudarlo tanto social y

emocionalmente. La meta de esta investigación se monta en proveer información

acerca de la utilización, lugar de desarrollo y aplicación de estos dispositivos.

Comenzamos a grandes rasgos con la historia médica y como cada civilización

aplicaba sus propias técnicas en una forma de ingeniería primitiva para así aliviar sus

malestares hasta la gran capacidad que tecnológica que tenemos actualmente.

En el campo de ingeniería-medica, los avances han ido en aumento

considerablemente con el tiempo ya que las diferentes aplicaciones de los dispositivos,

comúnmente el de prótesis ha hecho la calidad de vida de los pacientes aumente, con

esto se han ido intensificando la investigación e innovación de mecanismos que

puedan ayudar e incluso reemplazar parcial o por completo tejidos y órganos cada vez

más complejos.

0

Capítulo I

Elección de tema


Justificación del tema

Se eligió esta opción de investigación debido interés y complejidad de la

anatomía humana, química y biología. Pensar en los tipos de dispositivos que

pudieran ser reemplazables y compatibles, con los diferentes órganos del cuerpo

o sustitución de prótesis de esta forma sea un método más viable y seguro,

que pudiera, en grandes aspectos, reducir la tasa de mortalidad y aumentar las

posibilidades de vivir en un paciente en fase terminal.

Además, dado que el tipo de marco teórico de los temas a investigar es

accesible, lo que es la compatibilidad de diferentes tipos de dispositivos con el

cuerpo humano para realizar diferentes funciones, con respecto a esto, el tipo

de tema podría llegar a ser interesante para los que tienen el gusto al tipo de

investigación natural. El campo de trabajo también parece bastante interesante,

pero en estos tiempos no se considera algo tan innovador, pero si algo muy

útil, y será un método bastante viable y común en un futuro no muy lejano.

Debido a que no es muy viable por el momento, los recursos son un tanto

limitado y por el momento para su elaboración y mano de obra.

1

Delimitación del tema

a) Delimitación temática

Órganos artificiales

b) Delimitación geográfica y espacial

Mexicali Baja California

c) Delimitación temporal

Periodo 2010-2

Planteamiento de la problemática


1.- ¿Qué órganos son los candidatos más viables para estos dispositivos?

2.- ¿Durabilidad de estos dispositivos en el cuerpo?

3.- ¿Repercudirá de alguna manera en el ámbito social, debido a la prolongación de la

vida artificialmente?

4.- ¿Qué órganos deberían primordialmente ser remplazados con la máxima

durabilidad y disminuir la tasa de mortalidad?, Mexicali Baja California, durante el

periodo 2010-2

5.- a) Una vez elegido el tema, en este apartándose procede a formular 3 preguntas

sobre el mismo (tres formas distintas de preguntar lo mismo)

2

Objetivo general

Analizar los dispositivos primordialmente creados de acuerdo a los órganos más

afectados comúnmente, la durabilidad de estos, para determinar la cantidad de

producción, la disponibilidad de innovación y la optimización de los mismos, así

mismo describir las cantidades necesarias de los dispositivos de remplazo, debido a

esto se determinará qué órganos son lo que se afectan más comúnmente por factores

como enfermedades o accidentes, al tener clasificación de dichos dispositivos se

establecerán jerarquías de modernización para los siguientes en la lista. Como dato

adicional, como podría afectar esta innovación a la sociedad en el cuidado de su salud

debido a que habría tanta oferta posible.

1 Objetivos específicos

3

1.1Los objetivos específicos

1.-Nivel conocer

Describir los diferentes dispositivos de remplazo de órganos utilizados

comúnmente en el cuerpo humano si son perjudiciales y durabilidad, para enfocarse

primordialmente en su innovación y/o producción.

2.-Nivel comprensión

2.-Clasificar estos dispositivos de remplazo de órganos de acuerdo al orden de

los tejidos comúnmente dañados, con objeto de precisar la aceptación de estos ante el

público.

3.-Nivel aplicación

Describir los diferentes tejidos del cuerpo humano, a fin de obtener información

relevante y fidedigna para la producción e innovación de los dispositivos de remplazo

de estos

4- Nivel análisis y síntesis

Comparar los dispositivos de remplazo de órganos para crear una jerarquización

entre estos y subdividirlos en secciones, de esta forma se categorizarán estos

dispositivos con respecto a los más dañados.

5.- Nivel evaluación

Valorar los diferentes dispositivos de remplazo de órganos, con el fin de juzgar y

decidir la jerarquización definida.

4

6.-Nivel creación

Se desarrollan y diseñan nuevos dispositivos de remplazo, de manera que

innove en materia de la producción.

Capitulo II

2 Marco Teórico

5

2.1 Antecedentes históricos del tema

De manera introductoria a los antecedentes históricos se establece que:

Los humanos primitivos consideraban que las enfermedades era

inducidas por los dioses o invitados espirituales indeseados, pero al

parecer no fue ese pensamiento el que los llevo a nuestros ancestros a

tener avances en la medicina, en hierbas medicinales, acomodo de

huesos fuera de lugar e incluso practicas quirúrgicas ortodoxas, todo esto

gracias a sus instintos naturales basados en experiencias.( Jon Enderlt,

Susan Blanchard y Joseph Bronzino en 2005,p. 26, traducción propia.)

Enderlt et al. (2005, p. 28) sostienen que “el médico más antiguo que existió fue

Imhotep, debido a los papiros escritos por el que datan de 3000 a.C. en los cuales

expresa desde una simple constipación hasta la mordida de un cocodrilo.” (Traducción

propia.)

Así mismo, con respecto al análisis ubicado anteriormente aseguran:

El primer medico en el cual no tenía una ideología divida acerca de las

enfermedades fue Hipócrates, pensaba que las enfermedades era un proceso natural,

no divino, y que el cuerpo tenía la capacidad de curarse así mismo con la ayuda de

diferentes métodos. Debido a que Hipócrates trataba a cada paciente como caso

original, catalogaba y documentaba todo síntoma encontrado, es considerado el

espíritu, no la ciencia de la medicina. (Enderlt et al. 2005, p.29, traducción propia.)

6

Endertl et al. (2005, p. 30) establecen que “los grandes ilustradores (Miguel Ángel,

Rafael, Durer y Da Vinci) analizaron la anatomía humana, estos describían las

enfermedades y síntomas en sus pinturas tan detalladamente que, se dieron cuenta en

el proceso, del funcionamiento de los pulmones, hígado riñón y corazón. “ (Traducción

propia.)

Endertl et al. (2005, p. 31) decretan que “otro inventor revolucionario del renacimiento

fue Galileo que aparte de inventar el telescopio creo también el primer termómetro y

péndulo además, un avance drástico que impulso la investigación del sistema

circulatorio, fue el hecho de relacionar la temperatura del cuerpo con el sistema

circulatorio.” (Traducción propia.)

Así mismo se puede concretar que:

Ciertamente no fue hasta principios del siglo XIX con el primer avance

tecnológico impactante, el descubrimiento y la aplicación de los rayos-X

elaborado por W.K Roentgen elaborando una nueva forma exploratoria y de

inspección del cuerpo humano. En 1930 fue posible la visualización de órganos

por medio de este proceso.(Endertl et al. 2005, p.31, traducción propia.)

Según Endertl. Et al. (2005, p. 32) dicen “El disparo del medicamento y la introducción

de la sulfanilamida en los 30´s y la penicilina en los 40´s, la evolución de los

medicamentos fue disparándose muy rápidamente para tratar nuevos síntomas y

enfermedades, como un reacción en cadena”. (Traducción propia.)

Sin embargo, Enderlt et al. (2005, p.33) suponen que “el empleo disponible de la

tecnología ayudo a avanzar en el desarrollo de procedimientos quirúrgicos complejos.

7

El respirador de Dinker fue presentado en 1927 y la primera derivación corazón-pulmón

en 1939. En la década de 1940 la primera cateterización de corazón y la angiografía.”

(Traducción propia.)

Con esto Enderlt. et al. (2005, p.33) concretan “Con la rápida aplicación de inteligencia

artificial aplicada a maquinaria, surgiendo para hacer calculaciones complejas en

segundos, en 1970, surgen técnicas más avanzadas de imagen con esto la primera

máquina de resonancia para la exploración aún más detallada de las partes del

cuerpo”. (Traducción propia.)

Referente a los avances tecnológicos, se establece el plan:

“Partes de repuesto” es el programa más popular desde 1954, el concepto fue

adherido después del primer trasplante de corazón artificial realizado en este

año, al mismo tiempo el trasplante de arterias artificiales, aunque el trasplante de

corazón no ha sido satisfactorio aun hoy, debido a la poca durabilidad de este,

ha sido bien visto por la comunidad médica como un medio de apoyo para

pacientes en estado terminal, aun que el proyecto no es definitivo se considera

que es caro y poco duradero. (Enderlt et al. 2005, p.37, traducción propia.)

En la recopilación de estudios realizados Enderlt et al. (2005, p.37) concluyen con

“Proyecto genoma, ideado en 1990 hasta la fecha. Gracias a los grandes avances

tecnológicos se pretende hacer los órganos vitales de repuesto con las mismas

características y funciones que los naturales, algunos pueden ser los pulmones,

esófago, riñones, páncreas, hígado, colon y huesos.” (Traducción propia.)

2.2. Desarrollo teórico.

8

2.2.1 Anatomía y fisiología

Para iniciar con el desarrollo teórico del tema es indispensable mencionar que:

Debido a que la bioingeniería es una ciencia interdisciplinaria basada

principalmente en dos ramas, la ciencia de la vida e ingeniería, es indispensable

que el bioingeniero tengan conocimientos anatómicos y fisiológicos, los dos

temas más básicos a aprender, anatomía se refiere a la estructura interna y

externa, con todo y sus relaciones, fisiología comprende a las funciones de

estos. Todo para que sean capaces de comunicarse entre estas dos áreas.

(Enderlt et al. 2005, p.75, traducción propia.)

2.2.1.1 Tejidos

Enderlt et al. (2005, p.91) exponen que los tejidos son grupos de células y

substancias rodeadas por estas para realizar una o más actividades específicas hay 4

tipos de tejidos en el cuerpo humano: epiteliales, conectivas, musculosas y nerviosas.

(Traducción propia.)

2.2.1.2 Tejidos epiteliales

Al enfatizar lo mencionado anteriormente:

9

Los tejidos epiteliales son aquellos que están compuestos por hojas de células

ordenadas, donde una o más capas son gruesas o están organizadas en

glándulas para las cuales están adaptadas para secreción. Los tipos de

glándulas epiteliales incluyen; absorción (intestino delgado), secreción

(glándulas), excreción (glándulas sudoríparas), protección (piel), sensores de

recepción (papilas gustativas). (Enderlt ed al. 2005, p.93, traducción propia.)

2.2.1.3 Tejidos conectivos

Endertl et al. (2005, p.93) profundiza que estos tejidos son los más abundantes y están

ampliamente distribuidos, estos pueden estar distribuidos de dos tipos; densidad

irregular (capsulas protectoras alrededor de órganos) y los regularmente densos

(ligamentos y tendones) otros tejidos son primordialmente conectivos con que incluyen

sangre, hueso, cartílago y tejido adiposo. (Traducción propia.)

2.2.1.4 Tejido musculoso

Al definir esto se puede declarar que:

Este tipo de tejido permite movimiento del cuerpo atreves de células

especializadas que por corto tiempo ofrecen respuesta a este, se expanden y

casi inmediatamente se contraen regresando a su estado original. Los tipos de

este tejido son; esqueléticos (pegado al hueso) , blando (se encuentra en las

paredes de venas y arterias) y cardiacos (solo en corazón). (Enderlt ey al. 2005,

p.93, traducción propia.)

2.2.1.5 Tejido nervioso

10

Enderlt et al. (2005, p.93) finaliza definiendo que el tejido nervioso consiste en las

neuronas las cuales conducen impulsos eléctricos atreves del sistema nervioso central

para órganos de respuesta como músculos y células gliales las cuales son solo

ofrecen protección y soporte en el manejo de información para la neurona. (Traducción

propia.)

2.2.2 Biomecanismos

Daniel J. Schnek, Joseph D. Bronzino (2003, p.2) precisan que la biomecánica se

aplica el tiempo y el espacio en respuesta a características de materiales biológicos;

sólidos, fluidos y viscosidad, afectados por factores internos y externos, sus objetivos

principales son, comprender principalmente el funcionamiento fisiológico para solo fines

médicos y mayormente explicar las no médicas. (Traducción propia.)

2.2.3 Rehabilitación de la ingeniería y tecnología asistida

Varios otros términos de uso frecuente en este campo incluyen:

La tecnología de la rehabilitación como son la órtesis y prótesis. La diferencia

radica en que los aparatos ortopédicos son dispositivos que aumentan la función de

una extremidad, mientras que las prótesis sustituyen una parte del cuerpo tanto

estructural como funcionalmente. Este tipo de tecnología, es un segmento que se

encarga específicamente del diseño, para la rehabilitación de un individuó de sus

actuales limitaciones, discapacidad permanente o de otra forma posible. (Enderlt et al.

2005, p.212, traducción propia.)

2.2.4 Biomateriales

11

Aplicando como base la cita anterior se puede apreciar que:

La utilización de biomateriales ha salvado millones y mejorado la calidad de vida

de muchos más, sin embargo aún hay incógnitas con respecto a la respuesta

biológica hacia estos tipos de materiales, sin embargo abarcan desde reparar

una parte del órgano dañado o el remplazo completo del mismo, dichos

materiales pueden ser; metal, cerámica o vidrio, polímeros, materiales naturales

o compuestos. (Enderlt et al. 2005, p. 257, traducción propia.)

2.2.4.1 Metales

Enderlt et al. (2005, p.262) fijan que los metales usados como biomateriales tienen gran

fuerza y resistencia a fracturas y están diseñados contra la corrosión. Este tipo de

implantes proveen alivio del dolor y restauran la función de la unión que elabora el

cartílago que se a deteriorado o dañado. (Traducción propia.)

2.2.4.2 Cerámica y Vidrio

Enderlt et al. (2005, p.269) puntualizan que las ventajas de la utilización de cerámicas y

vidrio son; biocompatibles (particularmente con el hueso), es inerte, resistentes a

ataques microbianos y son altamente compáctales. Las desventajas radican; son

especialmente frágiles, gran potencial de fallar catastróficamente, y son presentan

dificultades en su producción. (Traducción propia.)

2.2.4.3 Polímeros

Para detallar el tema en cuestión se refiere que:

12

Este tipo de material concierne con muchas aplicaciones biomédicas debido a su

diversidad de propiedades. Por ejemplo, estos pueden ser flexibles o rígidos, pueden

tener mucha o poca fuerza, son resistentes al tratar de adherir proteínas o pueden ser

modificados para poder adherir proteínas, pueden ser biodegradables y pueden ser

fabricados en una forma compleja. (Enderlt et al. 2005, p.272, traducción propia.))

2.2.4.4 Materiales naturales

Detallando la cita principal se entiende que:

Este tipo de materiales son sintetizados por un organismo o planta y son

ampliamente más química y estructuralmente complicado que sintetizar

materiales. Los materiales muestran una menor incidencia a inflamarse o

intoxicarse, pero es normalmente más caro monetariamente hablando. Además,

huy muchos tipos de variabilidad éntrelos materiales, que hacen difícil mantener

consistencia y a veces previene la comercialización de este. (Enderlt et al. 2005,

p.274, traducción propia.)

Sin embargo, de acuerdo con Enderlt et al. (2005, p.257) enuncian que “con la

aparición de las células madre los científicos creen que puedan llegar a reparar

grandes cantidades de tejido o incluso el órgano completo, sin duda es el biomaterial

más efectivo que hasta se ha descubierto.” (Traducción propia.)

2.2.5 Ingeniería de tejidos

13

Jonh P. Fisher (2006, p.4) especifica que la ingeniería de tejidos es una disciplina de la

ingeniería integrándola biología con la ingeniería para crear tejidos o productos

celulares fuera del cuerpo (ex vivo) o hacer uso de conocimientos adquiridos para

mejorar la gestión de reparación de los tejidos dentro del cuerpo. (Traducción propia.)

2.2.5.1 Útero artificial

Investigación: Dr. Hung-Ching Liu, Centro Universitario Cornell de Medicina

Reproductiva e Infertilidad.

Estado: Factible, prototipo desarrollado con éxito

Los científicos ya están trabajando en úteros artificiales en los cuales los

embriones pueden crecer fuera del útero materno. Incluso se han desarrollado

prototipos fabricados a partir de células extraídas de mujeres. El Dr. Hung-Ching

Liu, del Centro Universitario Cornell de Medicina Reproductiva e Infertilidad,

espera que puedan ser capaces de desarrollar completamente úteros artificiales

en un futuro cercano. (http://www.taringa.net/posts/info/849144/Desarrollo-de-Organos-

Artificiales_.html)

Los beneficios inminentes de esta tecnología ayudarán a las mujeres que hayan tenido

muchos abortos debido a problemas en la implantación del embrión, a mujeres que se

les haya realizado una histerectomía (extirpación del útero) debido a un cáncer uterino

y a mujeres que no sean capaces de alojar a su propio bebé

2.2.5.2 Estomago artificial (fig. 1.2, anexos p.31)

Investigación: Dr. Martin Wickham, Instituto de Investigación Alimentaria, Reino Unido.

14

Estado: Desarrollado con éxito.

. Este estómago artificial simula tanto las reacciones físicas como las químicas

que tienen lugar durante la digestión. El innovador mecanismo está construido

por metales y plásticos sofisticados y tiene la capacidad de sobrevivir a los

corrosivos ácidos gástricos y a las enzimas. Además, se le puede alimentar con

comida real. Las investigaciones van encaminadas al desarrollo de nuevos

nutrientes mediante el estudio de cómo éstos se descomponen en el estómago.

(http://www.taringa.net/posts/info/849144/Desarrollo-de-Organos-Artificiales_.html)

2.2.5.3 Corazón artificial (fig. 1.3, anexos p. 31)

Desarrollado por Abiomed INc, el Abiocor, con alrededor de 1 kg. de peso, consta de

una unidad torácica interna, una batería interna recargable, un dispositivo electrónico

interno miniaturizado y una batería externa. Tiene la capacidad de mover la sangre

desde los pulmones hasta el resto del cuerpo continuamente.


Sin duda, el dispositivo anteriormente mencionado aporta esperanza a aquellos

pacientes que están al borde de la muerte por un fallo cardiaco pero los inconvenientes

del AbioCor son un gran tamaño y su corto periodo de funcionamiento. Quizás, en un

futuro, sea posible el desarrollo de un corazón artificial totalmente implantable y seguro.


2.2.5.4 Sangre artificial (fig. 1.4, anexos p. 31)

15

Investigación: Varias compañías de biotecnología.

Estado: Actualmente, desarrollándose la sangre artificial para el transporte de oxígeno.

La sangre artificial se divide en dos grupos, los expansores de volumen, que sólo

incrementan el volumen sanguíneo, y los transportadores de oxígeno, que sustituyen la

habilidad natural de la sangre para transportar oxígeno. Mientras que los expansores

de volumen ya se usa en los hospitales, los transportadores de oxígeno aún están

probándose en ensayos clínicos. (http://www.taringa.net/posts/info/849144/Desarrollo-de-Organos-

Artificiales_.html)

Los actuales transportadores de oxígeno en desarrollo son Oygent compuesto por

perfluorocarbonos, Hemopure, Oxyglobin, Hemolink, Plyheme, Hemospan y Dextran-

Hemoglobin, compuestos por hemoglobina. (http://www.taringa.net/posts/info/849144/Desarrollo-

de-Organos-Artificiales_.html)

Oxycyte es otro compuesto sintético de color blanco que tiene la habilidad de

transportar oxígeno con una eficacia 50 veces mayor que la sangre normal.

Actualmente, se encuentra probándose en ensayos clínicos.


2.2.5.5 Vasos sanguíneos artificiales (fig. 1.5, anexos p. 31)

Investigación: Universidad de Hokkaido

Estado: Probándose en humanos en ensayos clínicos.

Se ha logrado desarrollar vasos sanguíneos artificiales empleando el colágeno

procedente del salmón. Aunque ya se habían desarrollado tejidos artificiales gracias al

colágeno de bovinos (en vacas) y porcinos (cerdos), existía el problema de la

16

transmisión de enfermedades infecciosas como la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob

(mal de las vacas locas). (http://www.taringa.net/posts/info/849144/Desarrollo-de-Organos-

Artificiales_.html)

Por suerte, el uso del colágeno del salmón se considera seguro gracias al hecho de

que no se conocen virus hasta la fecha que se transmitan del salmón al ser humano.

De momento, los investigadores utilizarán animales como los perros para los ensayos,

pero esperan usar el mismo biomaterial para sustituir a los vasos sanguíneos dañados

en seres humanos. (http://www.taringa.net/posts/info/849144/Desarrollo-de-Organos-

Artificiales_.html)

2.2.5.6 Huesos artificiales

Investigación: Universidad McGill, Montreal

Estado: Bajo ensayos clínicos.

Recientemente se ha descubierto que el ácido cítrico junto al 1,8-octanediol (una

sustancia química no tóxica) produce una masa blanda y amarillenta que puede ser

moldeada puede ser usada para reemplazar a partes del cuerpo dañadas, se mezcla

con polvo de hidroxiapatita da lugar a un material muy duro que puede usarse para

reparar huesos dañados. La hidroxiapatita también se encuentra en el hueso normal, ,

lo que hace el uso de este material sin efectos desfavorables.


2.2.5.7 Piel artificial (fig. 1.6, anexos p.31)

Investigación: MIT, Intercytex (empresa biotecnológica), Cincinnati.

17

Estado: Aún se investiga una forma de generar piel normal.

Esta piel estaba compuesta de colágeno procedente de tendones de animales

con moléculas de glicosaminoglicano (GAG) de cartílago animal, formando así

una matriz extracelular que ofrece lo básico para una nueva dermis. Al poco

tiempo, una piel plástica auto reparadora fue desarrollada y probada por

científicos estadounidenses. Muy similar a la piel normal, era capaz de sangrar y

curarse a sí misma. (http://www.taringa.net/posts/info/849144/Desarrollo-de-Organos-

Artificiales_.html)

Otro logro importante en la piel artificial es la piel regeneradora donde se tiene la

intención de crear un tipo de piel artificial que pueda sudar, broncearse y luchar contra

las infecciones. Sin duda, la piel artificial definitiva.


2.2.5.8 Retina Artificial (fig. 1.7, anexos p.31)

Investigación: Mark Humayun, Universidad de California del Sur.

Estado: Desarrollada con éxito, esperando su comercialización

El Argus II es una retina artificial que se espera que cure a las personas que sufren de

dos formas frecuentes de ceguera debidas a la degeneración macular y la retinitis

pigmentaria. La degeneración macular es una condición en la que las células sensibles

18

a la luz de la mácula funcionan mal y, con el tiempo, dejan de funcionar. La segunda

condición, la retinitis pigmentaria, es una forma avanzada de ceguera nocturna o visión

en túnel. (http://www.taringa.net/posts/info/849144/Desarrollo-de-Organos-Artificiales_.html)

Pero el punto principal y objetivo final de los investigadores es hacer que puedan llegar

a reconocer caras y también responder a luces de diferentes longitudes de onda

permitiendo que los pacientes vean colores.


2.2.5.9 Partes del cuerpo artificiales mediante células madre

Investigación: Magdi Yacoub, Hospital Harefield, Reino Unido

Estado: Prototipos desarrollados, necesarias más investigaciones.

Cuando un equipo de científicos ingleses hicieron crecer una válvula cardiaca a partir

de las células madre del propio paciente, se abrió una nueva posibilidad para el

desarrollo de un corazón completo a través de células madre en un periodo de diez

años. Además, serían mucho mejores que los órganos artificiales ya que difícilmente

provocarían rechazo. Aunque este camino llevaría implícito el contínuo debate ético

sobre las células madre. (http://www.taringa.net/posts/info/849144/Desarrollo-de-Organos-

Artificiales_.html)

2.2.6 Bioinstrumentación

Asimismo, está implícito este tema de tal forma que:

19

Muchos de los instrumentos biomédicos en el uso de un transductor o sensor

para convertir una señal creada por el cuerpo en una señal eléctrica, las cuales

se mide la cantidad, la propiedad o condición que se mide con un instrumento

llamado el inmensurado. Esto puede ser una señal bioelectrica, como las

generadas por los músculos o el cerebro, o producto químico o señal que se

convierte en una señal eléctrica. (Enderlt et al. 2005, p. 426, traducción propia.)

Reafirmando la cita previamente aclarada se fija que:

Una de las aplicaciones a para la ingeniería computacional con respecto al tema

mencionado anteriormente consiste en modelar, medir o clasificar los procesos

dentro de una célula, como las vías metabólicas o control, o las proteínas que

están activos dentro de las vías, la biología competencial incluye el uso de la

computadora sistemas para buscar el uso de la enorme genómica y bases de

datos de proteicos humanos a los sistemas informáticos y se pueden utilizar

para analizar celular ARN mensajero (ARNm) de los niveles dentro de un tejido

a través de pruebas de microarrays. (Enderlt et al. 2005, p. 856, traducción

propia.)

2.2.7 Sensores biomédicos

Cabe señalar que para la aplicación de todos estos conocimientos es necesario de:

20

Estos sensores se utilizan rutinariamente en la medicina clínica y la investigación

bilógica de medir una amplia gama de variables fisiológicas, se llaman

comúnmente traductores biológicos y son los principales pilares de diagnóstico

médico que se encuentran en los consultorios médicos, su utilizan normalmente

para diagnóstico y monitoreo. (Enderlt et al. 2005, p. 528, traducción propia.)

2.2.8 Procesamiento de bioseñales

Sin olvidar que Enderlt et al. (2005, p. 527) precisan las señales biológicas, o

bioseñales, son records en el tiempo, espacio con respecto a aspectos biológicos como

el latido de corazón o las contracciones musculares. La actividad, eléctrica, química y

mecánica que ocurren durante estos procesos biológicos producen señales que

pueden ser registradas y analizadas. (Traducción propia.)

2.2.9 Sociedad vs Biomédica

De acuerdo con la profundización conceptual del tema seria que:

Hay un salto ético entre el uso de tecnología para ayudar a las personas a

superar sus discapacidades, y usarla para “mejorar” a seres humanos sanos.

Debido a que el hombre desde tiempo ancestrales ha sentido un temor por lo

21

desconocido y que no ha sido experimentado antes en su vida, la idea de solo

pensar el hecho de que una parte de su cuerpo, la cual no nació con dicha parte

y que su vida tiende gracias una máquina, habría gran repudio con la población

tradicionalista. (Metin Akay 2007, p.55, traducción propia.)

Capitulo III

Diseño metodológico

Operacionalización de la hipótesis

22

La hipótesis se ha operacionalizado a través de las variables identificadas en

cada uno de los objetivos específicos. Sobre saliendo como variable independiente:

Daños sufridos en tejidos u órganos por accidentes o enfermedades y como variable

dependiente seria: Se propone: la quemaduras de 1ro 2do y 3er tipo.

3.1 Hipótesis

Debido a la gran cantidad de daños sufridos en los tejidos y la gran cantidad de

tejido solicitado para la recuperación éstos, se requiere la descripción de cada uno de

los dispositivos de remplazo y su aplicación para de esta forma, poder elaborar una

mayor producción o creación en el caso de no existir aun, para su remplazo en el

cuerpo.

Matriz de relación teórico-practico

Pregunta Respuesta Variables principales

Análisis especifico

P1. ¿Qué es un dispositivo de remplazo (órtesis y prótesis)?

Es una herramienta utilizada para la rehabilitación de un individuó, de sus actuales limitaciones, discapacidad permanente o de otra forma posible.

HerramientaRehabilitaciónLimitacionesDiscapacidad

Su relación es altamente idéntica ya que la prótesises mundialmente conocida y su utilidad no es difícil de conocer.

P2. ¿Qué materiales se utilizan en estos dispositivos?

Los utilizados más frecuentemente son los metales para fracturas de hueso y polímeros para elaboración de prótesis.

MetalesHuesosPolímerosPrótesis

Ya que los materiales más frecuentemente usados son para los problemas más comunes la concordancia entre

23

estos es la misma.P3. ¿Cuál es el tejido del cuerpo humano que se daña más fácilmente?

A mi parecer, sería la piel ya que es la que está constantemente expuesta y la que pudiera sufrir daños más frecuentemente.

PielExpuestaDaños

De acuerdo con la fig. 1.1 ya que la sangre y los dientes no son especialmente tejidos, la piel es de los que fácilmente son dañados.

P4. ¿Existe resistencia por parte de la gente a los órganos artificiales?

Cuando las personas se enteran de la posibilidad de usar algo sobre lo que no han pensado con anterioridad, generalmente se oponen. Y los médicos se resisten a utilizar en pacientes las cosas que no han sido probadas.

PosibilidadUsarNo pensadoAnterioridadOponenMédicosResistenUsarNo probadas

Debido a las herencias sociales u origen étnico, la aceptación de la gente es muy variable pero en su mayoría debido a los factores anteriores, tratan de evitar este tipo de dispositivos.

P5. ¿Qué tipos de tejidos existen?

Existen los tejidos epiteliales que son comúnmente las glándulas, conectivos que como lo indica son los interconectares de varios huesos o músculos, el musculoso y nervioso que solo se encuentran en el cerebro.

ConectivosMusculosoEpitelialesNervioso

Ya que los temas en este caso la información es demasiado específica, es exactamente igual la concordancia entre la respuesta y la información.

P6. ¿Qué materiales pueden utilizarse para el remplazo de estos tejidos?

Usualmente se utiliza el metal o polímeros para para articulaciones, para los demás aún no se desarrollan

MetalArticulaciones

No hay bastantes materiales optativos para este tipo de tejidos, así que son lo que normalmente son usados

P7. ¿Causa por lo cual es el órgano más comúnmente dañado?

La mayor cantidad de problemas son lo de la piel, como lo mencione

Quemaduras Nuevamente, de acuerdo con la fig. 1.1 las que maduras son la causa que

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anteriormente y la causa principal son por parte de las quemaduras

más frecuentemente daña a la piel

P8. ¿Podría ser este el más fácil de sustituir debido al daño?

Debido a que el órgano artificial de la piel está casi completo, es uno de los más fáciles de implantar, así que si es altamente probable que sea de esa forma.

ÓrganoArtificialFácilImplantar

Debido a que los injertos de piel son una de las cirugías reconstructoras más comunes es fácilmente sustituible.

3.2 Población, determinación de la muestra y tratamiento de la información

(Referencias bibliográficas según la APA)

Población, MIT Cincinati Estados Unidos

Muestra, doctor Willem J. Kolff

1.- Describir los diferentes dispositivos de remplazo de órganos utilizados comúnmente

en el cuerpo humano si son perjudiciales y durabilidad, para enfocarse primordialmente

en su innovación y/o producción.

¿Qué es un dispositivo de remplazo (ortesis y prótesis)? ¿Qué materiales se utilizan en

estos dispositivos?

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2.-Clasificar estos dispositivos de remplazo de órganos de acuerdo al orden de los

tejidos comúnmente dañados, con objeto de precisar la aceptación de estos ante el

público.

¿Cuál es el tejido del cuerpo humano que se daña más fácilmente?

¿Existe resistencia por parte de la gente a los órganos artificiales?

3.- Describir los diferentes tejidos del cuerpo humano, a fin de obtener información

relevante y fidedigna para la producción e innovación de los dispositivos de remplazo

de estos.

¿Qué tipos de tejidos existen?

¿Qué materiales pueden utilizarse para el remplazo de estos tejidos?

4.- Comparar los dispositivos de remplazo de órganos para crear una jerarquización

entre estos y subdividirlos en secciones, de esta forma se categorizarán estos

dispositivos con respecto a los más dañados.

¿Causa por lo cual es el órgano más comúnmente dañado?

5.- Valorar los diferentes dispositivos de remplazo de órganos, con el fin de juzgar y

decidir la jerarquización definida.

¿Podría ser este el más fácil de sustituir debido al daño?

Análisis general

26

La prótesis, es mundialmente conocida y su utilidad no es difícil de conocer debido a

que miles de personas en el mundo utilizan este tipo de dispositivos, con respecto a la

órtesis son más comúnmente los del tipo que ayudan a un metabolismo como por

ejemplo el marcapasos, ya que los materiales más frecuentemente usados son para los

problemas más comunes el abasto de este es algo que no hay problemas por el

momentos. La piel es de los que fácilmente son dañados, debido a si fácil exposición

ante factores externos. Sin embargo, debido a las herencias sociales u origen étnico, la

aceptación de la gente es muy variable pero en su mayoría debido a los factores

anteriores, tratan de evitar este tipo de dispositivos. Pero lamentablemente no hay

bastantes materiales optativos para la gran variedad de tejidos, así que son lo que

normalmente son usados están comenzando a ser un tanto obsoletos. Entre más

sencillo el proceso más fácil es crear, debido a que los injertos de piel son una de las

cirugías reconstructoras más comunes es una de las más fácilmente sustituibles.

Conclusión

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PielQuemaduras 2,150,000Ulceras venosas 150,000Ulceras por deprecion 500,000Ulceras por diabetes 600,000

Desordenes musculares 200,000Columna vertebral y nervios 40,000

Hueso Remplazo de aticulaciones 558,200Injertos óseos 275,000Arreglos internos 480,000Reconstrucción Facial 30,000

Cartílago

Rejuvenecimiento de la rotula 216,000Condromalacio de rotula 103,000Reparación del menisco 250,000Artritis (rodilla) 149,000Artritis (cadera) 219,300Los dedos y artuculaciones pequeñas 179,000La osteocondritis desecante 14,500

33,00090,000

Vasos sanguineos Corazón 754,000Vasos grandes y pequeños 606,000

HígadoDesordenes metabólicos 5,000Cirrosis 175,000Cáncer 25,000

Páncreas (diabetes) 728,000Intestinos 100,000Riñones 600,000Vejiga 57,200Uréter 30,000Uretra 51,900Hernia 290,000Mama 261,000Transfusiones de Sangre 18,000,000Dental 10,000,000

En biomédica la utilización de dispositivos es nuevo y excitante campo con muchos

obstáculos por solucionarse antes de entrar a pruebas clínicas. Con los aspectos

técnicos resueltos, la ventaja de la utilización de estos dispositivos seria la

recuperación o asistencia para muchas deficiencias o limitaciones de importantes

tejidos. La implantación de estos dispositivos debería considerarse una forma

asistencia para mejorar la calidad de vida y no un método como un principal método

para volver a vivir ya que, la mayoría de la gente no acepta las nuevas técnicas de

asistencia, debido a herencia social u origen étnico, por la creencia de alargar la vida,

pero a decir verdad la medicina de eso es encarda de brindar salud y prosperar la vida

de la humidad.

ANEXOS

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PielQuemaduras 2,150,000Ulceras venosas 150,000Ulceras por deprecion 500,000Ulceras por diabetes 600,000

Desordenes musculares 200,000Columna vertebral y nervios 40,000

Hueso Remplazo de aticulaciones 558,200Injertos óseos 275,000Arreglos internos 480,000Reconstrucción Facial 30,000

Cartílago

Rejuvenecimiento de la rotula 216,000Condromalacio de rotula 103,000Reparación del menisco 250,000Artritis (rodilla) 149,000Artritis (cadera) 219,300Los dedos y artuculaciones pequeñas 179,000La osteocondritis desecante 14,500

33,00090,000

Vasos sanguineos Corazón 754,000Vasos grandes y pequeños 606,000

HígadoDesordenes metabólicos 5,000Cirrosis 175,000Cáncer 25,000

Páncreas (diabetes) 728,000Intestinos 100,000Riñones 600,000Vejiga 57,200Uréter 30,000Uretra 51,900Hernia 290,000Mama 261,000Transfusiones de Sangre 18,000,000Dental 10,000,000

Fig. 1.1 Número de pacientes por año. Langer and Vacanti (1993).

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Fig. 1.2 Prototipo de estómago artificial Fig. 1.3 Corazón artificial

Fig. 1.3 Sangre artificial Fig. 1.4 Vaso sanguíneo artificial

Fig. 1.5 Piel artificial Fig. 1.6 Retina artificial

Referencias

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Saterbak, Ann (2007) . En Pearson/Prentice hall. “Bioengineering Fundamentals”(483p.)

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31

Martin L. Yarmush (2005) CRC Press “Biotechnology for Biomedical Engineers” (227p.)

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Proyecto de investigación - Utilizacion de disitivos como organos de remplazo

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