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Escalpelo inteligente
July 17, 2000

Este año, casi 700.000 personas en los Estados Unidos pasarán la ingrata experiencia de someterse a una cirugía para extirpar un tumor canceroso. La idea es remover la menor cantidad posible de células sanas. Pero no siempre es sencillo decidir cuánto hay que cortar.

Ahora, un nuevo dispositivo desarrollado en Sandia National Laboratories, del Departamento de Energía de los Estados Unidos, podría revolucionar la cirugía del cáncer.

¿Cómo trabaja?

No mayor que una moneda, el dispositivo -llamado láser de microcavidad biológico—está diseñado para ayudar a los cirujanos a determinar el momento en que deben dejar de cortar mientras están trabajando sobre un tejido maligno, a menudo oculto por la sangre y los tejidos.

El dispositivo analiza las células, una por una, con la ayuda de un láser. Cada célula pasa a través de los canales del aparato, que tienen diez décimos del espesor de un cabello humano, y en ese momento el láser se activa. Cuando pasa una célula cancerosa, que contiene más proteína que la normal, la velocidad del láser se modifica. El cambio es detectado por un dispositivo de fibra óptica y esta información aparece en un gráfico donde los médicos visualizan si alcanzaron el tejido sano.

Los técnicos del laboratorio Sandia están trabajando para incorporar el disositivo en un "escalpelo inteligente", que permitirá a los cirujanos saber al instante lo que están cortando. "Será como una biopsia en tiempo real y acortará el tiempo de cirujía", pronosticó Paul Gourley, del laboratorio Sandia.

En la actualidad, no existe la posibilidad de analizar tejido en la sala de operaciones. "El cirujano debe cortar una pequeña muestra y se la envía al patólogo, pero eso lleva varias horas debido al procedimiento de análisis. Es mucho tiempo para que el paciente espere en el quirófano", explicó Gourley.

Animation showing proliferation of one cancer cell
image: National Cancer Institute

La remoción del tumor maligno continuará haciéndose de la manera tradicional. El dispositivo entra en juego cuando el cirujano debe decidir hasta dónde cortar, o sea dónde comienza el tejido sano. "En el borde del tumor, el aparato servirá para determinar con exactitud la cantidad de tejido que queda por remover. Es importante quitar hasta la última célula maligna, porque una sóla puede dar lugar a otro tumor, de modo que es importante que el cien por ciento quede afuera".

El dispositivo será de especial utilidad en la cirujía quirúrgica, donde una cantidad mínima de células removidas puede provocar un daño mayor, como la pérdida del habla o de la capacidad motriz. "Por ahora, los cirujanos están limitados a lo que pueden ver con sus ojos, de modo que es un gran avance contar con herramientas que permitan analizar el tejido y asegurarse de que todo el tejido maligno fue removido. Esto tranquiliza a la hora de hacer la sutura y evita nuevas intervenciones".

Un chip novedoso

La tecnología del escalpelo inteligente se originó en el laboratorio Sandia a fines de los ’80. En ese momento, se desarrolló un tipo de semiconductor láser llamado láser de emisión de cavidad vertical, que puede emitir luz a partir de una superficie plana. Estos láser se hacían reuniendo capas muy delgadas de material cristalino, lo que permitía a los investigadores analizar estructuras más delgadas que un cabello. Con esta técnica se lograron detectar células de anemia falciforme y también las células del sistema inmunitario.

Laser in use sign animation

El láser de microcavidad para colocar en un escalpelo tiene el tamaño de un grano de arena. Es del mismo tipo que los que se usan tanto en los reproductores de discos compactos, como en las líneas de trasmisión de datos por Internet. Gourley señaló que la expansión tecnológica actual es enorme, en comparación a 40 años atrás, cuando se inventó el primer chip, y además ahora los técnicos están volcados también a las aplicaciones biológicas.

Uno de los dispositivos en uso es la lanceta láser, donde en lugar de una aguja, es un rayo láser lo que permite obtener una pequeña muestra de sangre para hacer un test, como por ejemplo de nivel de azúcar. La técnica es indolora y evita el riesgo de infección. Otro dispositivo en desarrollo es el chip genético, que permitirá analizar el código genético, detectando mutaciones asociadas a enfermedades, además de aportar un perfil para que el médico diseñe el tratamiento más conveniente para un individuo en particular.

El dispositivo láser podría ser utilizado en otras actividades, no ligadas con la salud humana. Por ejemplo, para analizar aguas subterráneas, efluentes cloacales e incluso biocidas.

Pero previamente, queda bastante por hacer. Para que el escalpelo sea una opción quirúrgica viable, el chip debe ser incorporado en un dispositivo capaz de abrirse paso en el tejido y romperlo para poder analizarlo. Los técnicos no están demasiado lejos de lograrlo. De acuerdo con Gourley, el prototipo estaría listo en un año para ser usado en pruebas preliminares.

Otros sitios de interés:

Information on cancer surgery from the American Cancer
Society
(en inglés) Información sobre cirugía del cáncer de la ACS

Other medical uses for lasers
(en inglés)
Usos médicos del láser

The Biocavity Laser from Sandia National Laboratories
(en inglés)
Desarrollos de punta del famoso laboratorio norteamericano

por Jill Max



Traducción Laura Rozenberg


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