Nuevos materiales sintéticos abren la puerta a mejores modelos de formación quirúrgica
La investigación muestra que la tasa de éxito de muchos tipos de intervenciones quirúrgicas está estrechamente relacionada con la experiencia del cirujano. El problema es que a los cirujanos en formación no se les brinda la oportunidad de operar a una cantidad suficiente de pacientes ni de realizar una combinación exhaustiva de procedimientos. «Los métodos actuales para la formación quirúrgica están repletos de restricciones, como la cantidad limitada de cadáveres y el hecho de que las muestras animales no tienen la misma anatomía que las personas», afirma Antonio Elia Forte, profesor adjunto en el King’s College de Londres. «También existen algunas preguntas sobre en qué momento se puede transferir la experiencia obtenida tras utilizar esos modelos al quirófano real». Una posible solución es el uso de maniquíes, que son modelos tridimensionales sintéticos y artificiales de órganos y partes humanas. Según Forte, la ventaja de los maniquíes es que permiten a los alumnos practicar la colocación de estructuras anatómicas y mejorar su coordinación manual. Sin embargo, el inconveniente es que carecen de retroalimentación táctil fiable, como la palpación, y de patrones de deformación de tejidos reales, los cuales reducen la precisión de la formación. Con el respaldo del proyecto ALPHA-STEM, financiado con fondos europeos, Forte lidera una iniciativa para mejorar el uso de maniquíes. «Nuestro objetivo es diseñar, desarrollar y probar nuevos materiales sintéticos capaces de replicar el comportamiento mecánico de diferentes tejidos y órganos humanos para utilizarlos en modelos anatómicos tridimensionales», destaca Forte.
Avances en metamateriales mecánicos
El proyecto realizó varios avances importantes en el conocimiento fundamental de metamateriales mecánicos. Como explica Forte, se trata de materiales artificiales cuyas propiedades mecánicas las dicta la estructura en vez de sus características químicas. Algunos ejemplos incluyen clases de materiales como teselaciones diseñadas, así como patrones de kirigami y origami, junto con motivos árabes y quirales. Uno de los aspectos destacables del proyecto, que contó con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, fue el desarrollo de un metamaterial de kirigami inflable, que fundamentalmente era una hoja de kirigami integrada en un polímero blando inflable. «Al cambiar los parámetros geométricos de la teselación del kirigami, el material se puede inflar para crear diferentes formas», explica Forte. «Actualmente, se está estudiando el material como posible candidato para la fabricación de maniquíes de pulmones dinámicos que pueden imitar el ciclo respiratorio». El trabajo de Forte con el metamaterial de kirigami no solo apareció en «Advanced Materials», una de las revistas más importantes en ciencia de materiales, sino que se publicó en portada.
Allanar el camino hacia unas intervenciones quirúrgicas más seguras
El proyecto ALPHA-STEM ha abierto la puerta a mejores modelos de formación quirúrgica, lo que ha ayudado a allanar el camino hacia intervenciones quirúrgicas más seguras. «Este proyecto añadió una considerable porción de conocimientos fundamentales sobre cómo funcionan los materiales artificiales y cómo podemos utilizarlos para mejorar la formación quirúrgica y las intervenciones quirúrgicas en sí», afirma Forte. El proyecto también contribuyó al desarrollo de la carrera de Forte. «He podido realizar mi trabajo en la Universidad de Harvard y en la Universidad Politécnica de Milán y trabajar con investigadores de primer nivel», añade. «Esta experiencia me ha enriquecido de forma incalculable y siempre estaré agradecido a la Unión Europea por esta enorme oportunidad».
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