Innovador dispositivo inspirado en colmillos de pitones podría transformar la cirugía del manguito rotador

Un dispositivo médico innovador inspirado en los colmillos de pitones promete revolucionar la reparación quirúrgica del manguito rotador, al duplicar potencialmente la fuerza de las reparaciones y reducir la tasa de roturas recurrentes. Presentada en la revista Science Advances el 28 de junio, esta herramienta fue desarrollada por un equipo de ingenieros biomédicos liderado por Stavros Thomopoulos, de la Universidad de Columbia.

El estudio revela que entre el 20% y el 94% de las aproximadamente 600,000 cirugías anuales de manguito rotador en Estados Unidos fracasan, lo cual subraya una necesidad crítica de mejorar estas técnicas.

El dispositivo médico desarrollado por el equipo de Thomopoulos busca abordar este problema. Inspirado en los dientes de las serpientes de la superfamilia Pythonoidea, que se curvan hacia adentro para profundizar su agarre sin causar desgarros, este nuevo instrumento distribuye la fuerza de manera más uniforme a través del tejido dañado.

Para desarrollar y optimizar este dispositivo, los investigadores utilizaron impresoras 3D. El proceso incluyó la creación de varios prototipos, que luego fueron probados en cadáveres en colaboración con cirujanos. El equipo llevó a cabo simulaciones y cálculos detallados para determinar el tamaño y la geometría óptima de los “dientes” del dispositivo. Después de múltiples revisiones y pruebas, encontraron que la combinación de esta herramienta con las suturas tradicionales casi duplicaba la fuerza de la reparación del tendón. El dispositivo distribuye las tensiones sobre la huella de fijación, lo que significativamente reduce el riesgo de roturas recurrentes.

Durante las pruebas, los investigadores compararon la eficacia del nuevo dispositivo con las suturas convencionales utilizando cadáveres humanos. Al reparar un hombro únicamente con suturas y el otro con la combinación del nuevo dispositivo y suturas, descubrieron que el dispositivo complementario ofrecía una mayor resiliencia. Esto sugiere que su implementación en procedimientos quirúrgicos podría mejorar significativamente los resultados clínicos, disminuyendo la probabilidad de que el tendón se reteare.

Encontrar soluciones inspiradas en la naturaleza no es nuevo en el ámbito biomédico; sin embargo, el diseño basado en los colmillos de las pitones representa un avance significativo. Este tipo de abordaje no invasivo del tejido podría extenderse a otras aplicaciones quirúrgicas en el futuro, más allá de las reparaciones del manguito rotador.

((A) Muestra una ilustración de una rotura significativa en el manguito rotador, el conjunto de músculos y tendones en el hombro. (B) Representa una reparación tradicional del manguito rotador, donde se utilizan suturas para reinstalar el tendón al hueso. (C) Describe un fallo en la reparación debido a que las suturas cortan el tendón, impidiendo su correcta cicatrización. (D) Combina simulaciones, impresión 3D y pruebas experimentales para desarrollar y optimizar un dispositivo biomimético inspirado en los dientes de pitón, destinado a mejorar la reparación del manguito rotador mediante una adecuada distribución y forma de los dientes de agarre)

A medida que las investigaciones y pruebas clínicas continúan desarrollándose, los científicos esperan que este dispositivo eventualmente se convierta en una herramienta estándar en los procedimientos de reparación de tendones. La siguiente fase del proyecto incluirá ensayos en humanos, lo cual podría validar aún más la eficacia del dispositivo y facilitar su uso generalizado en la práctica médica.

Stavros Thomopoulos y otros expertos recalcan la importancia de esta innovación en la reducción de las tasas de fallo en las cirugías del manguito rotador. Al aprovechar el enfoque biomimético que imita la naturaleza, las soluciones biomédicas siguen evolucionando, brindando nuevas esperanzas para los pacientes que hasta ahora han dependido de técnicas quirúrgicas tradicionales con limitaciones significativas.

El impacto potencial de este dispositivo en la práctica clínica es considerable. Si los ensayos en humanos confirman los resultados observados en los estudios iniciales, esta herramienta podría reducir drásticamente la recurrencia de roturas en el manguito rotador y mejorará la calidad de vida de miles de pacientes cada año.

Los dientes de las serpientes pitón son largos, curvados y afilados. Están dispuestos en filas a lo largo de la mandíbula superior e inferior. A diferencia de los colmillos huecos de las serpientes venenosas, los dientes de las pitones son sólidos y no inyectan veneno. Su curvatura hacia atrás les permite agarrar firmemente a sus presas, impidiendo que se escapen mientras las serpientes las devoran.

Las lesiones del manguito rotador son un problema común que afecta a la articulación del hombro, especialmente en individuos cuyas actividades implican movimientos repetitivos y elevación de los brazos por encima de la cabeza. Estas lesiones, que pueden provocar desde un dolor sordo hasta incapacidad en el uso del brazo, requieren atención médica para evitar complicaciones a largo plazo.

El manguito rotador está compuesto por un grupo de cuatro músculos y tendones que rodean el hombro y mantienen firme la cabeza del húmero en la cavidad del hombro. Estas estructuras son esenciales para la movilidad, permitiendo los movimientos de elevación, separación y rotación interna y externa del brazo. Según Mayo Clinic, una lesión en esta área “puede provocar un dolor sordo en el hombro que empeora por la noche”.

De acuerdo con Medline, las principales lesiones del manguito rotador incluyen tendinitis, bursitis y desgarros. La tendinitis ocurre cuando los tendones se irritan e inflaman debido a movimientos repetitivos, mientras que la bursitis se produce cuando una bursa, pequeño saco lleno de líquido, se inflama por el roce excesivo entre músculo y hueso. Por último, los desgarros pueden ser parciales o completos, y pueden surgir tanto progresivamente como de manera repentina debido a un trauma.

Top Doctors especifica que un desgarro del manguito rotador puede “producirse de forma repentina o lentamente a partir de una tendinitis”. Además, enfatiza que este tipo de lesión puede impedir la movilidad y causar un impacto significativo en la calidad de vida del paciente.

Según Medline, los síntomas de una lesión en el manguito rotador incluyen dolor y sensibilidad en el hombro que se extiende hacia el brazo, dolor intenso al elevar el brazo lateralmente, y dificultad para dormir sobre el hombro afectado. Además, la exploración física por parte de un traumatólogo es esencial para el diagnóstico, que puede complementarse con imágenes de ecografía, radiografías o resonancia magnética.

El tratamiento de estas lesiones varía según la gravedad. Mayo Clinic señala que “los ejercicios de fisioterapia pueden mejorar la flexibilidad y la fuerza de los músculos que rodean la articulación del hombro”. En casos graves, como desgarros completos, puede ser necesaria una cirugía. Es crucial que los pacientes con síntomas consulten rápidamente a un médico, especialmente si el dolor es agudo y surge de una lesión específica

La reparación del manguito rotador es una cirugía comúnmente requerida para reparar un tendón desgarrado en el hombro. Este procedimiento puede realizarse mediante una incisión grande o con una artroscopia, que utiliza incisiones más pequeñas. Las tres técnicas más usuales para reparar un desgarro del manguito rotador incluyen la reparación abierta, la artroscopia y la reparación miniabierta.

Según la Clínica Universidad de Navarra, la técnica de reparación abierta consiste en hacer una incisión quirúrgica considerable y desplazar con cuidado el músculo deltoides para acceder a la cirugía. Esta intervención se reserva para desgarros grandes o complejos. Durante la artroscopia, se introduce un artroscopio a través de una pequeña incisión que está conectado a un monitor de video, permitiendo al cirujano ver el interior del hombro. También se hacen de una a tres pequeñas incisiones adicionales para introducir otros instrumentos necesarios. Finalmente, en la reparación miniabierta, se utiliza un artroscopio para extirpar tejido dañado o espolones óseos, y luego se realiza una pequeña incisión para reparar el manguito rotador.

Según un informe de Medline, los tendones se vuelven a unir al hueso utilizando pequeños anclajes de suturas, que pueden ser de metal o de un material que se disuelve con el tiempo. Estos anclajes no necesitan ser retirados posteriormente, y las suturas (puntos) fijan el tendón al hueso.

Según la Universidad de Standford, las lesiones en el manguito rotador son comunes y afectan especialmente a atletas y obreros de la construcción debido a movimientos repetitivos y uso excesivo del hombro. Estas lesiones también pueden producirse por caídas u otras heridas en el hombro, o bien desarrollarse lentamente con el paso del tiempo.

Stanford University mencionó que, si los tratamientos médicos no son satisfactorios, la cirugía de reparación del manguito rotador puede ser la mejor opción para restaurar el funcionamiento y flexibilidad del hombro, además de aliviar el dolor. Los tratamientos previos a la cirugía pueden incluir reposo, medicamentos antiinflamatorios no esteroides, ejercicios de fortalecimiento y estiramiento, así como inyecciones de esteroides.

Pero, al igual que cualquier procedimiento quirúrgico,según la Universidad de Standford, existen riesgos asociados con la reparación del manguito rotador. Estas posibles complicaciones incluyen sangrado, infección y coágulos de sangre en las piernas o los pulmones. Además, la cirugía puede no aliviar completamente el dolor y la debilidad, y es posible que no se recupere toda la amplitud de movimiento en la articulación del hombro. También existe el riesgo de daño a los nervios o vasos sanguíneos cercanos, lo que puede causar debilidad o entumecimiento.

De acuerdo con la Clínica Universidad de Navarra, la cirugía de reparación del manguito rotador es una intervención que, aunque puede ser compleja, tiene como objetivo principal restaurar la funcionalidad del hombro y mejorar la calidad de vida del paciente. La recuperación posoperatoria y el éxito de la cirugía dependen de varios factores, incluyendo la gravedad de la lesión y la técnica quirúrgica utilizada.

Medline también resalta la importancia de recibir anestesia adecuada antes de la operación. Los pacientes pueden recibir anestesia general, que los sumerge en un estado de sueño, o anestesia regional, que insensibiliza el brazo y el hombro. Si se opta por la anestesia regional, también se administra un medicamento para dormir al paciente durante la intervención.