La cirugía de ultrasonido cerebral tiene un enorme potencial para el tratamiento de enfermedades neurológicas y cánceres, pero hacer que las ondas sonoras atraviesen el cráneo y entren al cerebro no es una tarea fácil. Para abordar este problema, un equipo de investigadores de la Universidad de California, Riverside, hadesarrolló un implante de cráneo de cerámica a través del cual los médicos pueden administrar tratamientos de ultrasonido a pedido y de forma recurrente.
Titulado "Nuevos implantes craneales de circonia estabilizada con itria como ventana acústica para la terapia ultrasónica del cerebro", se publicó hoy en la revista un artículo que describe la investigación Materiales avanzados de atención médica . Guillermo Aguilar, profesor y presidente de ingeniería mecánica en Bourns College of Engineering de la UCR, y Javier E. Garay, profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Escuela de Ingeniería Jacobs de UC San Diego, dirigieron el proyecto con investigadores del Centro de Investigación yde Estudios Avanzados CINVESTAV del Instituto Politécnico Nacional IPN, en la Ciudad de México. El documento actual amplía el trabajo realizado por el proyecto internacional interdisciplinario 'Window to the Brain' de UCR, una asociación con UC San Diego y tres instituciones de investigación en México.
El ultrasonido - ondas de sonido que están en una frecuencia más alta que las audibles para los humanos - se puede usar para tratar una variedad de trastornos cerebrales, incluidas las enfermedades de Alzheimer y Parkinson. El ultrasonido también se puede usar para matar células cancerosas, disolver coágulos sanguíneosdurante el accidente cerebrovascular y abra la barrera hematoencefálica para mejorar la administración de medicamentos.
Sin embargo, el cráneo humano, llamado cráneo, tiene entre 2 y 8 mm de grosor y es relativamente denso, lo que significa que la mayoría de las ondas sonoras se reflejan o se absorben antes de llegar al cerebro.
Para ayudar a los médicos a administrar ondas de sonido terapéuticas en el cerebro, el equipo desarrolló y probó un material cerámico transparente que podría usarse para reemplazar una porción del cráneo y que permite la transmisión fácil y dirigida de ondas de ultrasonido al cerebro. El material, que es una nueva variación del material cerámico, la circona estabilizada con itria YSZ, no es porosa, lo que permite el paso de ondas de ultrasonido no focalizadas y de baja intensidad.
Los materiales cerámicos son muy prometedores porque son biocompatibles, extremadamente duros y resistentes a roturas, lo que los hace ideales para implantes. El equipo desarrolló previamente un material de implante craneal YSZ para terapias basadas en láser, que ya está en ensayos preclínicos. El material actualpodría usarse para administrar tratamientos con ultrasonido y láser.
"Estos materiales ya se están utilizando en coronas dentales y reemplazos de cadera, y nuestro equipo está trabajando para extender su aplicación al diagnóstico y tratamiento de una amplia variedad de patologías cerebrales y trastornos neurológicos", dijo Aguilar.
"El desarrollo de un implante craneal transparente óptico y de radiofrecuencia ya era un logro emocionante, y seguimos trabajando para que este implante sea una realidad. Ahora, demostrar que el ultrasonido podría transmitirse a través del implante podría expandir aún más sus capacidades terapéuticas."
Garay de UCSD, que anteriormente presidió el Programa de Ciencia e Ingeniería de Materiales de UCR, dijo que los hallazgos podrían extender la aplicación de zirconia, un material que a veces se llama el "acero de la cerámica" debido a su versatilidad.
"Es importante apreciar que la zirconia que desarrollamos funciona bien para esta aplicación porque la diseñamos para que tenga una baja porosidad. La porosidad, un defecto común en la cerámica producida por los métodos tradicionales, deteriora significativamente la transmisión del ultrasonido como mostramos en este documento,"Dijo Garay
Además de Aguilar y Garay, los contribuyentes son: Mario Gutiérrez, investigador postdoctoral en el grupo de Aguilar durante este proyecto, y ahora investigador de CONACYT en el Instituto Nacional de Rehabilitación, Subdirección de Investigación Tecnológica DIIM en la Ciudad de México, quien esprimer autor del artículo; los profesores Lorenzo Leija y Arturo Vera, investigadores del CINVESTAV del IPN en la Ciudad de México; y Elias Penilla, investigador postdoctoral en la Universidad de California en San Diego que completó el trabajo como estudiante graduado en la UCR.
La Oficina de Comercialización de Tecnología de UCR ha presentado una solicitud de patente para los inventos anteriores.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Riverside . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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