Recuperar la movilidad para los parapléjicos es un sueño, un anhelo que los científicos han convertido en desafío y que hoy es el motor de un ambicioso proyecto sobre estimulación nerviosa vía implantes intracorporales que une a investigadores de la carrera de Ingeniería Civil Biomédica (ICB) de la UdeC, de la Universidad Libre de Bruselas (Bélgica) y del University College de Londres (Inglaterra).
El docente de ICB, Pablo Aqueveque, y el académico de la Universidad Libre de Bruselas (ULB),  Antoine Nonclercq,  comenzaron a trabajar en el diseño de un implante pensado en personas parapléjicas en 2010 en el University College de Londres.
Allí, dice el doctor  Nonclercq, el desarrollo de la estimulación eléctrica por  implantes se remonta a los 90, “pero los avances –agrega el Doctor Aqueveque-  han demostrado que se puede hacer bastante más de lo ellos hicieron en su momento, como el control de vejiga para que las personas pudieran orinar, o hacer ejercicios en las piernas para aumentar la musculatura (que es lo que permitía el implante)”.
De hecho, agrega, mientras ellos trabajaban en el diseño de su implante –una versión renovada del inglés- el año pasado en Estados Unidos se dio a conocer un estudio sobre una aplicación a través de la cual un paciente parapléjico pudo caminar de forma refleja.
A partir de esto, los investigadores comenzaron a introducir modificaciones al diseño original, de modo de responder a los nuevos requerimientos que evidenció el estudio norteamericano.
“Las personas parapléjicas no sólo sufren la pérdida del control de las piernas, también tienen problemas del sistema urológico y por ello sufren infecciones; tienen problemas con los músculos, que también pueden afectar al corazón, la sangre no circula bien y por eso vuelven mucho al hospital”, dice el investigador belga, quien indica que el proyecto se propone construir un implante para ayudar a estas personas a recuperar algunas funciones de movilidad o sexuales.
“Incluiría el caminar reflejo, la posibilidad de hacer ejercicios, control de vejiga y en hombres, en algunos casos, recuperar la función eréctil”,  complementa el doctor en Ingeniería Eléctrica, Pablo Aqueveque.
Para lograr estos objetivos se requiere intervenir a nivel del dispositivo (el hardware, que es un pequeño chip que se implanta en el cuerpo)  de manera que sea más versátil y que permita variar parámetros como voltaje, frecuencia y corriente, explica Pablo Aqueveque.
Ya existen avances en el diseño del dispositivo y de la interfaz gráfica, es decir el sistema para controlar el implante –que será una suerte de consola del tamaño de un celular- tanto por parte del usuario (quien decide qué función usar),  como para el médico (quien debe programar los parámetros requeridos en cada paciente).
Un desafío importante es el sistema de alimentación energética del implante, tema que está siendo abordado a través de tesis de pre y posgrado (del área eléctrica). Lo que se busca es mejorar el protocolo de comunicación del implante y el sistema de control para extender la duración de la batería, área en la que colabora el ingeniero civil biomédico formado en la UdeC y  estudiante de magíster en Ingeniería Eléctrica, Marcial Sáez.
Control del apetito
En el segundo proyecto, el grupo trabaja en un implante gástrico, dirigido a personas que sufren obesidad. Lo que se persigue en este caso, explica Nonclercq, es un sistema no invasivo, que pudiera llegar vía esófago al estómago del paciente.  Ya instalado, la idea es estimular eléctricamente el estómago para producir la idea de saciedad, cuenta Nonclercq, quien inició este desarrollo cuando realizaba sus estudios de doctorado en la ULB.
El dispositivo (de no más de dos centímetros de largo y 1.5 de diámetro)  existe  a nivel de prototipo y ha sido probado en animales para evaluar técnicas de anclaje, parámetros de estimulación y energía.
El último aspecto es el que concentra de manera especial la atención de los investigadores. El doctor Nonclercq reconoce que aún falta avanzar en el sistema de alimentación de energía, área en la que la UdeC está colaborando.
“Estamos trabajando en la energización en base a dispositivos inalámbricos para el implante… ellos ya hicieron el desarrollo microelectrónica”, señala Aqueveque.
Para este académico, los nuevos requerimientos en este tipo de sistemas abren amplias perspectivas para la investigación, sobre todo en las aplicaciones dirigidas a parapléjicos. Una opinión similar tiene su par belga, quien dice que en esta área “siempre se puede imaginar más y más”.
Inauguración año académico ICB
Antoine Nonclercq llegó el martes a la UdeC para ofrecer la conferencia de inauguración del año académico de ICB, en la que abordó la situación actual de la especialidad y la colaboración entre las instituciones.
Para este magíster en Ingeniería Eléctrica y doctor en Ciencias Aplicadas, la Ingeniería Civil Biomédica es una carrera que despierta gran interés en los jóvenes porque en primer término permite ayudar a la gente, algo que –dice- es más visible, por ejemplo, cuando se habla del desarrollo de implantes dirigidos a las personas parapléjicas.
Pero –a su juicio- los atractivos de esta especialidad no se quedan sólo ahí: es un área que permite  integrar equipos multidisicplinarios y, aunque para algunos sea un tema “tabú”, también hay buenas perspectivas económicas. “Es una carrera nueva, porque la demanda es nueva y el mercado sube en todos los países cada año”, afirma.
Al hablar de tendencias, el especialista reconoce que prácticamente no hay campos en los que no existan nuevas demandas para la ingeniería biomédica, algunas tan cruciales como las que se vinculan al sistema neuronal. Junto al aumento de las expectativas de vida de las personas, indica, crecen  las enfermedades del cerebro y también de otras partes del cuerpo. “La epilepsia y los problemas de Parkinson son disfunciones más frecuentes, y se necesita tener un buen diagnóstico o estimular eléctricamente partes del cuerpo para proponer soluciones para esas disfunciones”, señala.
Otro ámbito de interés es el cáncer:  “necesitamos tener diagnósticos más finos para poder detectar el cáncer y cuanto antes mejor, y para eso se requiere hacer análisis con imágenes de mejor calidad y de mayor profundidad”.
En este punto,  agrega,  es que hoy existen herramientas más poderosas, que tienen la capacidad de procesar gran cantidad de  información. “Son horas  de mediciones del cuerpo humano, con muchos parámetros, muy completos”, pero –advierte- haría falta un día entero para analizar todos esos datos. Entonces,  desde la Ingeniería Biomédica, se podrían crear herramientas para entregar un análisis automático y “poder indicar al cuerpo médico dónde ver, dónde están los datos más importantes”.
También en  las cirugías, los aportes de la ingeniería biomédica son importantes: pequeños robots y otros dispositivos de precisión contribuyen a avanzar en el establecimiento de técnicas mínimamente invasivas.
Para Nonclerq esta especialidad de la ingeniería tiene una cualidad especial: el trabajo con el sistema humano. Eso, afirma, la hace muy diferente a otras. “Cuando trabajas con un avión o un coche, se puede ver más o menos bien cómo y dónde va. Cuando se construye un coche sabemos que va a funcionar y eso no es así en Ingeniería Biomédica, porque el sistema humano es tan complejo que las herramientas que  construimos no siempre funcionan…y eso es siempre un gran desafío”.