Dentro del proyecto Cellex de investigación en medicina fetal avanzada, el grupo GEMAT de IQS School of Engineering ha desarrollado un sistema integral y automático de sellado y fijación de membranas en cirugía fetal, mediante la utilización de biomateriales. Este sistema de sellado reduce los riesgos de este tipo de cirugía y abre la posibilidad de realizar intervenciones más complejas, que actualmente no se pueden llevar a cabo.
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| Foto de familia de los investigadores del proyecto Cellex |
La salud empieza ya antes de nacer. Desde 2016, el Proyecto multidisciplinar Cellex , financiado por la Fundación Privada Cellex y coordinado por el BCNatal Fetal Medicina Research Center (FMRC), ha promovido la investigación de excelencia en la investigación de nuevas tecnologías en medicina fetal. En el proyecto han participado científicos de los mejores centros de investigación en bioingeniería, química, ciencias fotónicas, imagen médica, robótica y biosensores, como son el Instituto Químico de Sarrià (IQS), Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), la Universidad Pompeu Fabra (UPF) y el Instituto de Bioingeniería de Catalunya (IBEC). Todos ellos han trabajado para mejorar las herramientas disponibles y desarrollar un conjunto de soluciones que permitan nuevas y avanzadas intervenciones en medicina y cirugía fetal.
Recientemente, se celebró en el Aula Magna de la Facultad de Medicina de la Universidad de Barcelona el encuentro de los participantes de este proyecto, donde se presentaron los resultados y conclusiones de los trabajos desarrollados por cada uno de los equipos de investigadores, en los tres años de duración del proyecto. La jornada estuvo moderada por el Dr. Eduard Gratacós, director de BCNatal FMRC y el Dr. Enric Banda en representación de la Fundación Cellex.
El Dr. Eduard Gratacós destacó la importancia del trabajo multidisciplinar desarrollado por todos los investigadores, en un entorno tan favorable como es el de Barcelona, con grandes avances para conseguir una nueva generación de intervenciones fetales.
Avances en biomateriales
Los investigadores del Grupo de Ingeniería de Materiales (GEMAT) de IQS, liderados por el Dr. Salvador Borrós, profesor del centro universitario, son especialistas en el diseño de biomateriales con aplicaciones médico-clínicas.
En el proyecto Cellex, el grupo GEMAT, con el investigador German Febas al frente de la parte técnica, ha desarrollado un dispositivo médico que consiste en un sistema automático integrado de sellado y fijación de membranas en cirugía fetal, mediante el uso de biomateriales. En el encuentro sobre cirugía fetal avanzada en la UB, presentaron las conclusiones generales de su trabajo, donde han desarrollado y fabricado un prototipo de parche para sellar la membrana amniótica, con el objetivo de evitar la pérdida de líquido amniótico y la posible rotura de la membrana, una vez finalizada la intervención quirúrgica sobre el feto. Este sistema de sellado, de diseño optimizado en cuanto a forma, propiedades mecánicas y materiales, se puede auto-desplegar sin ayuda mecánica, una vez introducido dentro del útero de la madre. La elección del material (silicona médica), el grosor, el tamaño y la forma han sido claves para conseguir el objetivo deseado.
Al mismo tiempo, el grupo de IQS ha diseñado un adhesivo biocompatible que no solo permite la adhesión del parche sin dañar la membrana amniótica, sino que permite el movimiento natural del conjunto.
Finalmente, han desarrollado un dispositivo para introducir el parche, específico para operaciones fetales, con el cual el cirujano puede colocar el parche de la manera más rápida y segura posible.
El prototipo ha sido diseñado mediante impresión 3D y su funcionalidad ha sido comprobada tanto ex vivo (en sistemas de membrana fetal humana) como in vivo, comprobando tanto la reacción tisular como la capacidad de fijación y sellado en modelo animal (oveja).
Este sistema de sellado no solo permite reducir los riesgos de la cirugía fetal, sino que también abre la posibilidad a la realización de intervenciones más complejas que actualmente no se pueden realizar, a través de la actuación desde diversos puntos y así abordar el feto desde diferentes ejes.
En palabras del Dr. Eduard Gratacós, de BCNatal FMRC, “La única manera de conseguir grandes avances en medicina es trabajar en diferentes disciplinas y combinar diferentes tecnologías. La innovación en biomateriales es esencial en el campo de la medicina y especialmente de la cirugía. Estamos muy satisfechos de la colaboración con IQS, ha sido muy productiva, dado que incluso hemos conseguido patentar el sistema desarrollado”.
Visualizar Video. Sistema integrado de sellado de membranas para cirurgia fetal.
Otras investigaciones del proyecto
En la jornada celebrada en Barcelona, participaron el resto de integrantes del proyecto Cellex, mencionados anteriormente.
Xavier Burgos, de Transmural Biotech SL, presentó los resultados de Deep Learning e Inteligencia Artificial aplicados a la creación de un banco de datos fetales único. Mediante el análisis de texturas, se dispone de nuevas técnicas de reconocimiento de imágenes médicas, para identificar estructuras fetales y evaluar sus características.
El Dr. Miguel Angel Gonzalez Ballester, professor ICREA de la UPF i director de BCN Medtech, mostró los sistemas de planificación y navegación que han creado (a modo de ‘GPS’ quirúrgico) a partir de imágenes de resonancia magnética y de ecografías 3D.
Alicia Casals, del Centro de Investigación en Ingeniería Biomédica (CREB) (UPC), presentó la asistencia robótica como elemento esencial en cirugías mínimamente invasivas y para realizar técnicas de alta precisión, con aplicaciones en operaciones fetales como las de reparación de espina bífida o la cirugía del síndrome de transfusión feto fetal.
Finalmente, Mónica Mir, del Laboratori de Nanobioenginyeria de l’IBEC, presentó los biosensores bioelectrónicos desarrollados por su grupo, para monitorizar la actividad metabólica del feto (oxigeno, glucosa, pH), así como evaluar posibles patologías infecciosas o isquémicas.
Este proyecto se ha realizado gracias a la financiación de la Fundación Privada Cellex, a la vez que ha contado con personal y recursos propios de los centros de investigación participantes
