Verano 2016Tarea 9

After the draft (ensayo final):

Órganos artificiales

Desarrollo de Habilidades en el uso de la Tecnología, la Información y la

Comunicación

Docente: Lilian Gaona Osorio

Alumnas: Martínez Quintero Lizeth Karina Merino De la Cruz Athziri Sigrid Millán Cosme Michelle

NRC: 60346Equipo: 5 

Horario: 9-11

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Índice1) Introducción...............................................................................................2

2) Antecedentes.............................................................................................3

2.1. Definiciones..........................................................................................3

2.2. Proceso de creación.............................................................................3

2.3. Ventajas y desventajas para el paciente..............................................5

2.4. Estadísticas...........................................................................................6

3) Bioética y órganos artificiales.....................................................................7

3.1. Posturas a favor....................................................................................7

3.2. Posturas en contra...............................................................................8

4) Avances del desarrollo e implementación de órganos artificiales..............9

4.1. Avances en México...............................................................................9

4.2. Avances a nivel internacional.............................................................10

5) Conclusión................................................................................................12

6) Referencias bibliográficas.........................................................................13

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1) Introducción

El hombre hoy en día ya no tiene que morir en la espera de un trasplante de órgano, ya que actualmente existen unos dispositivos denominados “Órganos artificiales. Esta tecnología llega a cambiar por completo el concepto de trasplante de órganos, ya que ahora éstos podrán ser hechos a la medida y necesidades de cada paciente. Un órgano artificial es un dispositivo el cual es colocado dentro del cuerpo de un ser humano, con el fin de sustituir un órgano que se encuentre limitado o que haya perdido sus funciones, y que este pueda desarrollar una función específica o el conjunto de funciones que tenía, para mejorar la calidad de vida en la mayor medida posible del paciente que presenta la insuficiencia.

Hay poca información relacionada a este tema, por tanto, muy pocas personas saben en realidad el proceso y todos los aspectos que tienen que ver con ellos, como las distintas posturas a favor o en contra, por lo que la finalidad de este artículo es abarcar los distintos aspectos relacionados al tema de órganos artificiales, definir los conceptos y mostrar el procedimiento de construcción de éstos, al igual mostrar los diferentes aspectos bioéticos, las posturas en contra y a favor que se han generado respecto al tema y los avances en tema de órganos artificiales en México y en el mundo hasta nuestros días. Sin duda es de gran interés para todas aquellas personas que quieran conocer respecto al tema, y que cada una de ellas genere su propia visión del tema, en especial aquellas personas que se desenvuelven en el área biomédica.Los órganos artificiales han sido un gran avance para la ciencia y muestran un gran beneficio para aquellas personas que necesiten de un trasplante y no tengan que esperar mucho tiempo.

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2) Antecedentes

2.1. Definiciones

Órgano artificial. Un órgano artificial es un dispositivo artificial el cual es colocado dentro del cuerpo de un ser humano con el fin de sustituir un órgano que se encuentre limitado o que haya perdido sus funciones, y que éste pueda desarrollar una función específica o el conjunto de funciones que tenía ese órgano con el fin de mejorar la calidad de vida en la mayor medida posible del paciente que presenta la insuficiencia. Actualmente, también se ha empezado la utilización éste tipo de órganos hechos a una escala pequeña para poder comprender mejor el mecanismo de acción de algunos fármacos o la fisiopatología de una enfermedad. Esto abre una nueva puerta para el futuro en la investigación, ya que podríamos comprender el mecanismo de acción exacto del fármaco o de una enfermedad en el cuerpo humano sin tener que utilizar uno o un animal de laboratorio.

Ingeniería de tejidos. Es una nueva área de la medicina regenerativa que tiene el objetivo de construir tejidos de forma in vitro para ser utilizados terapéuticamente y que permitan restaurar, sustituir o incrementar funciones fisiológicas de los tejidos.

Autólogo. El término autólogo hace referencia a los elementos que constituyen el cuerpo, tales como las células o los tejidos, que son propios de un individuo. Este concepto es especialmente importante en el mundo del trasplante: en el caso de un trasplante autólogo, se extrae una parte de un individuo para un injertarla en otra parte de su cuerpo. El cuerpo reconoce el injerto como algo propio, que forma parte de su cuerpo, y su reacción no será negativa.

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2.2. Proceso de creación

La creación de órganos y tejidos artificiales por la ingeniería de tejidos es uno de los campos de investigación en los que ha habido mayor avance en los últimos años. Su uso en medicina crea nuevas alternativas de tratamiento, más eficaces y seguras para los pacientes con lesiones tisulares u orgánicas.

En general, la creación de órganos artificiales consiste en el cultivo de células en un molde tridimensional de un órgano, el cual es enriquecido con medios de crecimiento de acuerdo al tipo de células del órgano. Después son colocadas las células provenientes de medios de cultivo, para que pueblen el tejido y así posteriormente el órgano artificial pueda ser trasplantado al receptor.

La obtención del molde tridimensional, el cual está formado por la matriz extracelular, se puede hacer de dos formas: la primera es por medio de la descelularización de un órgano proveniente de un donador muerto, y la segunda, es por medio de impresoras 3D de tejidos. En el caso del uso de impresoras 3D, los investigadores se han tenido que enfrentar grandes retos, ya que hasta hace poco tiempo sólo habían logrado la impresión de órganos a pequeña escala formados de células vivas pero que tenían una consistencia gelatinosa, por lo que al ser impresos órganos de gran tamaño, estos tendían a colapsar y las células en su interior morían por falta de oxígeno. Según un artículo publicado por la revista Science en febrero de este año, un grupo de investigadores creó la impresora integrada tejido-órgano (ITOP, por sus siglas en inglés), en la que gracias a dos innovaciones se pueden crear órganos de tamaño natural en donde las células son capaces de crecer. En primer lugar, se entreteje un con un hidrogel pegajoso, el cual es amigable con las células, y una sustancia más dura que ofrece un

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soporte estructural al molde, en segundo lugar, deja canales diminutos para pueda circular el oxígeno, de modo que las células no mueran asfixiadas. Cuando fueron implantados estos órganos en ratas, se observó que se desarrollaron los suministros de sangre y

estructuras internas parecidas a las del tejido natural. Actualmente, gracias a estos resultados, se está trabajando con la FDA para comenzar los ensayos clínicos en humanos, con el objetivo de crear finalmente partes del cuerpo en personas que lo necesiten.

En un principio las células utilizadas para poblar el molde tridimensional eran de un cultivo proveniente directamente del órgano del paciente a trasplantar, pero en ocasiones no era posible la obtención de estas células autólogas debido al daño tisular existente; se han buscado nuevas fuentes de obtención. Una de ellas es la obtención de las células autólogas pero provenientes de tejidos diferentes, las cuales pueden ser diferenciadas a varios tipos celulares, y la otra es por medio de células madre, las cuales son estimuladas a diferenciarse al tipo de células del órgano en cuestión.

*Checa este video: A 3D Printer for the Zombie Apocalypse: Brains, veins and hearts.*Checa este artículo: BIOPRINTING: EL MUNDO DEL 3D EN LA MEDICINA

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2.3. Ventajas y desventajas para el pacienteComo en todos los temas relacionados con la salud, existen diferentes posturas acerca de las ventajas que los tratamientos puedan tener para el paciente, para mejorar su calidad de vida, al igual que las desventajas que estos tengan.

En el tema de órganos artificiales encontramos estas ventajas:

Reducción significativa del número de infecciones trasmitidas desde el donante al receptor. Esto es debido a que algunas infecciones como el citomegalovirus, virus de Epstein-Barr, virus de la hepatitis C, virus de la hepatitis B o virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) no son detectadas a tiempo debido a que el donador no presenta un cuadro clínico importante.

Ausencia o reducción del riesgo de rechazo inmune a los órganos trasplantados. Si el MHC del donador no es compatible con el del receptor, el sistema inmune de éste último reconoce el trasplante como extraño y comienza a atacarlo, lo que da como resultado el rechazo. Entonces, los órganos artificiales al estar formados por células autólogas o células madre diferenciadas no van a contener los antígenos que provoquen el desencadenamiento del mecanismo de rechazo.

Al no haber posibilidad de rechazo, no hay necesidad de administrar un tratamiento inmunosupresor al paciente, como es el caso de los trasplantes de persona a persona. De esta forma se evita que el paciente sufra los efectos secundarios de las drogas utilizadas para éste fin, como neutropenia, anemia, neuropatías tóxicas, diabetes secundaria; además de los problemas añadidos que cursan pacientes inmunodeprimidos, como las infecciones secundarias por diversos agentes etiológicos debido a la inmunosupresión producida.

Aumento del número de trasplantes y por consiguiente, de la esperanza de vida de los pacientes con alguna insuficiencia.

La única desventaja del uso de estos procedimientos, desde nuestro punto de vista, es el posible lucro que pudiera darse por parte de las multinacionales, ya que por ser un tratamiento que sólo podría ser realizado por instituciones especializadas, podría tener un costo elevado, tal como pasa con los medicamentos de patente, lo que dificultaría el acceso para los pacientes de bajos recursos económicos.

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2.4. EstadísticasActualmente el trasplante de órganos representa una gran problemática para el sistema de salud, ya que en México según el Centro Nacional de Trasplantes (SENETRA), existen 20,353 personas en espera de trasplante, sin embargo, en lo que va de este año solamente se han realizado 2,770, es decir, el 13.60%. A continuación se muestra una tabla con el número de los receptores en lista de espera de acuerdo al órgano:

El tiempo que transcurre desde el registro a la base de datos de SENATRA hasta que el paciente recibe el trasplante varía dependiendo de varios factores: el órgano o tejido a trasplantar, si el enfermo cuenta con algún donador vivo que esté dispuesto y sea compatible y la institución médica en donde sea tratado y el grado de actividad que desarrolle para la obtención de órganos, así como de su demanda de trasplantes.

El órgano que más se requiere para trasplante es el riñón, seguido de córnea, mientras que el número

de pacientes que requieren trasplantes de hígado, corazón y pulmón es mucho menor. En el caso del riñón y córnea el tiempo promedio de espera es entre 24 y 30 meses. En el caso de hígado y corazón los tiempos de espera pueden ser mucho más largos.

3) Bioética y órganos artificialesDebemos considerar el hecho de que con la aparición de los trasplantes de órganos, muchos dilemas éticos se generaron junto con ellos, aspectos que tenían que ver desde el procedimiento de búsqueda de órganos, como el trasplante en sí, al igual que todas las pruebas que se realizaron en animales antes de llevarlo a cabo en seres humanos. También debemos analizar a través de la historia de los trasplantes cuales han sido las disposiciones emitidas por la Ley y por todas las organizaciones encargadas de realizar investigaciones y el mismo procedimiento, en varios países del mundo. Por estas razones se decidieron crear nuevas técnicas y herramientas para hacer mejoras en cuanto a este tema y con ello surgieron los órganos artificiales.

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ÓRGANO PACIENTES

Riñón 12427

Córnea 7426

Hígado 411

Corazón 59

Páncreas 10

Riñón-páncreas 9

Hígado-riñón 2

Pulmón 1

Corazón-pulmón 1

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3.1. Posturas a favorEl objetivo más ambicioso es mejorar las técnicas para generar órganos artificiales que puedan trasplantarse. Sin embargo, estos mini órganos artificiales no son un mero escalón intermedio, ya que presentan utilidades que ya se encuentran prácticamente al alcance de la mano: como modelos de patologías, sobre todo, problemas del desarrollo, trastornos degenerativos y cáncer y para ensayar nuevos fármacos.

Una de las posturas a favor más relevante en cuanto al tema de órganos artificiales es sin duda reemplazar el trasplante de órganos ya que esto representa un sinfín de discusiones y puntos de vista. El trasplante como tal ha tenido grandes impactos en la cuestión de salvar vidas pero se pone en contra al momento de evaluar el número de donantes; pues no es del todo aceptado por la sociedad y mucho menos por los familiares. Aunado a ello, descendería la cifra de tráfico de órganos, pues habría más posibilidades para las familias de encontrar un trasplante para su paciente, ya que no tendrían que esperar tanto tiempo en las listas de espera y no tendrían que recurrir a estos extremos. Otra postura a favor sería quitar los esquemas de inmunosupresión que se manejan para los pacientes, que en ciertos casos llega a ser complicado y perjudicial.

Incrementando a esto el hecho de que no todos son compatibles, se reduce el espectro de individuos que se pueden considerar como donadores. Por estos múltiples motivos en los últimos años se han desarrollado por parte de la bioingeniería nuevas técnicas que permitan otorgar mayor esperanza de vida a aquellos pacientes que necesitan de un nuevo órgano. ¿Cómo se logra este objetivo? Intentando imitar la funcionalidad y características morfológicas de un órgano natural por uno creado de manera in vitro.

Estos órganos artificiales nos evitan un gran problema como los rechazos, ya que son células del propio individuo y si en poco tiempo somos capaces de producirlos de una forma segura, podríamos estar hablando de una posible solución a problemas sanitarios, con la obtención de una nueva fuente de órganos. Los retos a enfrentar son muy grandes pero también prometen grandes avances, como el

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utilizar más células y menos materiales sintéticos para asegurar una mejor calidad y un mejor funcionamiento.

3.2. Posturas en contraSi se habla de justicia, implica conflictos al momento de la posibilidad que tendría cada familia para poder obtener un órgano artificial, pues sin duda, no sería para todos accesible por los costos elevados que pueda generar.

Otra desventaja sería el no quitar completamente las células del animal del que provengan los órganos, pues provocaría una incompatibilidad, una posterior respuesta por parte del organismo receptor y el rechazo del órgano, y por obvias razones complicaciones que podrían ser demasiado perjudiciales.

La calidad de vida de las personas que reciban uno de estos órganos podría ser no tan buena, al igual que la funcionalidad, pues no se compara con la de un órgano natural. Los expertos en este ámbito advierten de que no todo mini órgano en 3D puede

ser calificado como apto. Para ser considerado como tal, debe contener más de un tipo de células del órgano que representa, mostrar algunas de sus funciones específicas y las células deben organizarse de forma similar.

4) Avances del desarrollo e implementación de órganos artificiales 

4.1. Avances en MéxicoEn México se han visto muchos avances increíbles con respecto a órganos y tejidos artificiales. Estos avances abarcan desde las investigaciones, realizadas y las que se están realizando hasta los procedimientos que han utilizado para implementar el uso de órganos artificiales en el área clínica.

Para empezar, las universidades han hecho investigaciones para avanzar el desarrollo de órganos artificiales. Un ejemplo es la UNAM y su equipo

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multidisciplinario de expertos, que coordinado por el doctor Emilio Sacristán Rock, han podido crear un corazón artificial. El corazón artificial está descrito como, “una cápsula ovoidal –de titanio para funciones de largo y corto plazo, respectivamente– apenas más grande que la palma de una mano y con un peso de 700 gramos, se conecta a una consola móvil de operación encargada de regular el latido, la presión y el volumen del líquido sanguíneo circulante”.  Este corazón artificial está compuesto por elementos inorgánicos (porque no se usaron o crearon tejidos) y hemocompatibles (lo cual permite que el cuerpo no tenga reacción alérgica).

Éste corazón artificial fue creado, usando fundamentos ya implementados en corazones artificiales creados anteriormente, pero con dos fines diferentes. El primer fin era ahorrar dinero, ya que gracias al tipo de materiales que se usaron y el no reemplaza el corazón del paciente si no ayudar a éste en algunas funciones, tales como el oxigenar y bombear la sangre.

En el aspecto bioético, fue hecho con fines humanitarios, ya que se ha mencionado que se reducirá el precio, y para ayudar a la gente dándole una oportunidad de vida.  Aunque, todavía seria costoso para desarrollar y para que los pacientes en necesidad puedan obtenerlo, fue un paso más para poder acortar esa brecha entre los pacientes con bajos recursos que necesitan de un tratamiento. Esta invención impulsará a otros en la comunidad científica a continuar encontrando materiales y maneras de hacer órganos artificiales a un bajo costo, para hacerlos accesibles a los miles de pacientes que lo necesitan y no cuentan con recursos económicos suficientes. Otro aspecto a considerar es que fue hecho sin tejidos o células humanas, por lo que ha causado controversia en el desarrollo de órganos artificiales. Finalmente, el corazón artificial tiene que pasar por regularizaciones antes de poder ser utilizado en humanos de acuerdo a reglamentos establecidos de bioética.

Otra de las investigaciones desarrolladas en la UNAM sobre órganos artificiales, es que se han podido desarrollar xenoinjertos bovinos los cuales han pasado a la fase de aplicación a humanos. Estos xenoinjertos bovinos fueron creados para la regeneración del tejido por lo cual sirven como “una estructura arquitectónica” en la cual las células del paciente continúan en construir, tiene una base similar a las investigaciones de otros órganos artificiales.

En el aspecto bioético, esta innovación también podrá beneficiar a muchos en la forma económica y clínica. Para empezar, podrá ayudar hasta un 70% de pacientes en traumatología y ortopedia. Porque ayudará en la rehabilitación y regeneración de daños causado de fracturas hasta de tumores benignos. También se reducirá el precio, ya que los xenoimplantes que México obtenía eran importados de Canadá y Francia. Puede ser posible que algunos pacientes lleguen a tener problemas con estos xenoimplantes, ya que son obtenidos del bovino, pero se tiene que tener en cuenta que las células del paciente reemplazaran a las del xenoimplante.

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En México se ha hecho el trasplante exitoso de un corazón artificial en la Unidad Médica de Alta Especialidad  Hospital de Cardiología del Centro Médico Nacional del Siglo XXI. Este corazón artificial fue un dispositivo que ayudó al bombeo de la sangre a través de una propulsión eléctrica, la cual produjo el latido. Para hacer esta operación se requirió de un equipo quirúrgico de treinta especialistas, y fue realizada en un paciente de 68 años con insuficiencia cardiaca. El Consejo Técnico del IMSS reconoció esta cirugía, por lo cual se puede discernir que fue hecha en relación a las normas bioéticas propuestas por el IMSS.

4.2. Avances a nivel internacionalPara empezar, es importante mencionar el primer trasplante de un órgano artificial que ocurrió en el 2011, en el Hospital de la Universidad Karolinska de Estocolmo, en Suecia. Una tráquea artificial fue trasplantada. Para desarrollar esta fue necesario escanear en 3D y de esto pudieron hacer una réplica exacta cual suministraron células de la medula espinal y de revestimiento de la nariz del paciente.

Este procedimiento fue una motivación para seguir con la investigación e innovación. Regresando al punto de la bioética, en esta operación se usaron las células propias del paciente lo cual permitió que no hubiera rechazo de tejido y así se eliminó la posibilidad de desperdiciar un órgano donado. Por esto es que muchos se han dedicado a poder hacer posible el desarrollo y trasplantes de otros órganos artificiales.

Un país que ha estado muy dedicado a la investigación de órganos artificiales ha sido Japón por lo cual publican una revista académica dedicada a las actualizaciones en el

campo de órganos artificiales. En el 2014, esta revista publicó un resumen de sus estudios y éxitos. Empezaron con mencionar que han actualizado los diseños de un corazón artificial al desarrollar una bomba que permite el cambio de velocidades rotacionales en el ventrículo para poder estar en sincronía con el ciclo cardiaco. También que están trabajando en hacer un trasplante de un pulmón artificial más adecuado para un niño con fallo respiratorio agudo al hacer una traqueotomía. En Japón, se puede ver que no solo han innovado los órganos artificiales sino también el procedimiento de trasplantarlos.

 Otro nuevo procedimiento  ha sido la operación exitosa de un trasplante de iris artificial  en Alemania, en el caso de un niño de 9 años que sufría de aniridia (sin iris) y opacidad en el lente.  El iris artificial  es una red de fibra de poliéster que está cubierta por una estructura diseñada específicamente al iris y sobre una capa

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anterior de silicón, Esta iris artificial es innovadora porque se puede doblar, lo que permite ser insertada con menor trauma quirúrgico. Poder ayudar a ese niño fue muy humanitario y con la bioética en mente.

Con todos estos avances, nos permite esperar un futuro donde la posibilidad de los órganos artificiales sea más concebible y accesible a la población común y en poder justificar  los fundamentos bioéticos implementados en estas investigaciones.

*Checa este video: Implanta IMSS corazón artificial a paciente de 68 años

5) Conclusión

En cuanto a esta nueva herramienta, se considera una gran oportunidad para toda la sociedad, no solo para los que la necesitan, sino también para aquellos que estén interesados en la investigación, pues hasta el momento la mayoría de las intervenciones y aplicaciones que se han realizado, tienen muy pocos resultados y se necesita de más estudios que lleven a lograr un máximo alcance.

Los órganos artificiales muestran un gran futuro pues reducirían significativamente el uso de trasplante de órganos persona a persona y sus riesgos, y con el uso de las impresoras 3D, se reduciría la experimentación en animales, tema que a lo largo de la historia ha creado conflictos y muchos debates por parte de organizaciones que defienden los derechos de éstos. Lo más importante es que a pesar de que aun hacen falta hacer mejoras para lograr que esta herramienta sea funcional y que tenga las características necesarias para obtener buenos resultados, estos órganos reemplazaran todos los problemas bioéticos y clínicos que tienen los trasplantes por donación.

6) Referencias bibliográficas

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