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Crean hologramas acústicos impresos en 3D para tratar enfermedades del sistema nervioso

Agencias
@DiarioSigloXXI
martes, 17 de mayo de 2022, 13:10 h (CET)

MADRID, 17 (SERVIMEDIA)


Un equipo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la Universidad Politécnica de València (UPV) y la Universidad de Columbia (EEUU) ha creado en un modelo animal hologramas acústicos impresos en 3D para mejorar el tratamiento de enfermedades como el alzhéimer o el párkinson, entre otras.


Según informaron este martes los centros de investigación, su trabajo fue portada de la revista 'IEEE Transactions on Biomedical Engineering'. Los hologramas ideados por este equipo de investigadores permitirán abrir de manera selectiva, eficiente y muy focalizada la barrera hematoencefálica, facilitando la administración de fármacos terapéuticos para el tratamiento de patologías que afectan al sistema nervioso central.


A este respecto, el investigador del Instituto de Instrumentación para Imagen Molecular (I3M), centro mixto del CSIC y la UPV, Francisco Camarena, explicó que los ultrasonidos focalizados tienen un gran potencial para el tratamiento de enfermedades neurológicas, gracias a su capacidad para generar efectos terapéuticos de forma precisa y no invasiva.


“Sin embargo, aplicarlos sobre las estructuras del sistema nervioso central es complicado debido a dos grandes inconvenientes: los efectos de aberración y atenuación de los huesos del cráneo y la compleja y extensa distribución espacial de las estructuras profundas del cerebro”, apuntó Camarena.


MEJOR RESULTADOS


Los hologramas acústicos ideados por los investigadores de la UPV y el CSIC permiten una apertura de la barrera hematoencefálica más controlada que la que se consigue haciendo uso de los ultrasonidos exclusivamente y, lo que es más importante, pueden corregir esas aberraciones introducidas por el cráneo. Al mismo tiempo, pueden generar un haz de ultrasonidos multifocal en estructuras cerebrales de especial relevancia.


Por su parte, el investigador de la UPV, Noé Jiménez, subrayó que “gracias a nuestros hologramas, el haz de ultrasonidos se focaliza y adapta de manera bilateral y muy precisa sobre partes del cerebro de gran interés terapéutico, como, por ejemplo, sobre los dos núcleos que componen el hipocampo, relacionado con la enfermedad de Alzheimer, y que tiene una caprichosa forma en tres dimensiones".


Se trata de la primera vez que se consigue la apertura de la barrera hematoencefálica de manera simultánea en los dos hemisferios. Además, el equipo del CSIC, la UPV y la Universidad de Columbia lo consiguió con una resolución muy superior a la estándar, lo que permitirá una mejor localización de la zona a tratar, lo que minimizará el volumen de tejido cerebral sano que sería sonificado y reduciendo al mismo tiempo el coste y tiempo de intervención.


FUNCIONAMIENTO


El emisor de ultrasonidos es como un altavoz que vibra a medio millón de oscilaciones por segundo. El holograma se coloca frente a él y es atravesado por la onda; al mismo tiempo, se sitúa un cono lleno de agua en contacto con el cráneo, a través del cual se propaga la onda antes de llegar al paciente; seguidamente, la onda atraviesa el cráneo, focalizando finalmente en la zona cerebral de interés terapéutico.


Del mismo modo, el investigador de la UPV y actualmente contratado por el grupo de Columbia, Sergio Jiménez, destacó que el holograma se imprime, personalizado para cada caso, con una impresora 3D. “Por ejemplo: pongamos que el médico necesita sonificar la amígdala de un paciente. Para ello, nos facilitaría un TAC y una resonancia magnética del paciente, sobre la que identificaría y segmentaría la zona de tratamiento. A partir de esta información, diseñamos el holograma que necesitamos para conseguir la sonificación de la región de interés”. A esto añadió el bajo coste de los hologramas, que oscilaría entre los 40 y los 300 euros según la aplicación médica.


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