La discapacidad visual representa un problema de salud pública global con un impacto profundo en la autonomía y calidad de vida de quienes la padecen. De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), aproximadamente 1.300 millones de personas viven con alguna deficiencia visual, lo que subraya la urgencia de buscar soluciones innovadoras. Afortunadamente, los polímeros y plásticos han surgido como materiales fundamentales en la investigación y el desarrollo de tecnologías asistenciales y tratamientos médicos destinados a mejorar la visión y la calidad de vida de esta población.
Polímeros Inteligentes en la Administración de Fármacos Oculares
Una Solución para la Uveítis y Otras Afecciones
La uveítis es una afección ocular que engloba varias enfermedades inflamatorias de la úvea, la parte inferior del ojo donde se encuentra el iris. Cuando esta se complica, puede provocar daño en el tejido ocular, reduciendo la visión o, en algunos casos, causando ceguera. Además, la interrupción de los tratamientos y el incumplimiento de la dosificación del programa prescrito traen consigo recaídas, agravamientos y la aparición de efectos secundarios o intoxicaciones.
Con el objetivo de abordar estos desafíos, el doctor Escobar y Abel crearon una película polimérica oftálmica mediante la mezcla de polímeros inteligentes. Estos plásticos, al entrar en contacto con la temperatura corporal, liberan un medicamento previamente cargado. Para tal fin se usó el fosfato de dexametasona como principio activo, uno de los glucocorticoides más prescritos, ya que es efectivo y seguro en tratamientos de alta variedad de condiciones oculares.
El reto de dicha innovación fue considerable debido a los procesos naturales que protegen al ojo, como la sensibilidad a cuerpos extraños y el lagrimeo. "Lo que queríamos es que se desintegrara dentro de la mucosa ocular, pero que dicho proceso tardara al menos unos diez minutos", explican los investigadores. En el proceso, además, se atendieron puntos críticos de calidad como la mucoadhesión, la resistencia a la fractura, el tiempo de desintegración, la liberación del fármaco de las lentillas, la permeación a través de la mucosa ocular y el pH. El principio de uso es el mismo al de los lentes de contacto: actúan de manera prolongada y evitan los riesgos secundarios que pueden causar glaucoma, una enfermedad que incrementa la presión intraocular por falta de drenaje del humor acuoso y puede provocar la pérdida de la visión.
Bajo la coordinación del doctor Escobar se han desarrollado varios proyectos en pro de la salud pública, muchos de los cuales han sido reconocidos por organismos públicos y privados. Este premio reconoce las soluciones en materia de salud que son creadas a través de la investigación, las cuales se pretenden incorporar como nuevos productos al conjunto de alternativas terapéuticas disponibles. Lo anterior hace factible un aumento tanto en la calidad como en la esperanza de vida de la población. Con respecto a la distinción, Escobar Chávez declaró sentirse satisfecho con el trabajo que desarrollan sus asesorados de licenciatura y posgrado, enfatizando que "los triunfos de mis estudiantes son triunfos compartidos: mucho de mi trabajo es también trabajo que ellos realizan." Con este último galardón, su casa de estudios se posiciona una vez más entre los primeros sitios del certamen.
Definición y Características de los Polímeros Inteligentes
Definir un polímero es más fácil de lo que imaginas, pues en la vida cotidiana se utilizan o compran en cualquier lugar. Un polímero inteligente es aquel que, al entrar en contacto con la temperatura corporal, libera un medicamento previamente cargado, ya sea diclofenaco, ibuprofeno, cloruro de benzalconio, vancomicina o antimicrobianos que inhiban bacterias.
Estos materiales presentan diversas aplicaciones biomédicas. Por ejemplo, “en el caso de las gasas modificadas con polímeros inteligentes, se aloja un fármaco para curar una herida, que impide una infección, y con el colágeno que contienen evitan una futura cicatriz”. Finalmente, los especialistas añaden que se pueden diseñar medicamentos con pH ácido, si el objetivo es liberarlos en el estómago, o pH básico, si es otra parte del cuerpo. Las propiedades deseables de los polímeros para implantes incluyen la ausencia de componentes solubles, la resistencia a la degradación por el sistema vivo y propiedades físicas y mecánicas específicas. Las aplicaciones más importantes se encuentran en prótesis o implantes ortopédicos, hechos de materiales para periodos largos de tiempo.
Avances Poliméricos en el Tratamiento de Cataratas
Comprender las Cataratas: Causas y Consecuencias
Las cataratas son la causa principal de discapacidad visual entre los adultos de edad más avanzada. Cuando la visión nublada interfiere con la vida diaria, una operación quirúrgica para eliminar la catarata es la única solución. Las cataratas no se forman sobre el ojo, sino dentro de él; son un empañamiento de las lentes naturales, la parte del ojo responsable de enfocar la luz y producir imágenes claras y nítidas. La lente está en una bolsa capsular cerrada. Las células viejas al morir se quedan atrapadas dentro de la cápsula. Pasado el tiempo, las células se acumulan, causando el empañamiento de las lentes y haciendo que las imágenes aparezcan borrosas o difusas.
Para la mayoría de las personas, las cataratas son una causa natural del envejecimiento. Los primeros signos suelen aparecer después de los 50, con una visión nublada o una mayor sensibilidad a la luz resplandeciente, sobre todo al conducir por la noche. Son la principal causa de pérdida de visión entre los adultos a partir de los 55 años. Factores como las lesiones oculares, determinadas medicaciones y enfermedades como la diabetes y el alcoholismo se sabe que originan las cataratas. Estudios recientes demuestran también el daño permanente que pueden sufrir los ojos cuando no se protegen adecuadamente durante largas exposiciones al sol. Una exposición frecuente durante un prolongado periodo de tiempo puede dañar las estructuras internas del ojo, incluidos el cristalino y la retina. Según los expertos, como consecuencia del agotamiento de la capa de ozono, la cantidad de luz UV a la que estamos expuestos aumenta cada año, y los niños que se exponen a altos niveles de luz UV hoy podrían correr el riesgo de desarrollar cataratas más pronto.
La Evolución de las Lentes Intraoculares (LIO)
Una vez formada la catarata en el cristalino, el único tratamiento que existe para mejorar la visión o reducir la catarata es la cirugía. A partir de 1948, existe un nuevo método que compensa la pérdida de capacidad refractaria del ojo después de extraer la catarata: las lentes intraoculares (LIO). Estas se colocan mediante cirugía en el ojo y están hechas de una parte óptica rígida y una parte háptica flexible, con puntales laterales de plástico que sostienen las lentes dentro de la bolsa capsular del ojo.
Antes del avance de las lentes intraoculares, los pacientes de cataratas tenían que llevar gafas de gruesos cristales o lentes de contacto después de operarse, y eran prácticamente ciegos si no las llevaban, ya que las lentes naturales que se habían extraído no eran sustituidas. Con las lentes intraoculares, la cirugía se practica mediante incisiones muy pequeñas que rompen la catarata y la extirpan, y luego se insertan unas nuevas lentes de plástico en el ojo. En los 40 años posteriores, este mercado se ha ido expandiendo gradualmente impulsado por el creciente número de PYMES de este sector.
En torno a 1990, apareció una nueva tecnología quirúrgica microinvasiva para la extracción de cataratas que solo requiere una incisión de 3 milímetros, la llamada facoemulsificación o faco. El cirujano destruye utilizando una herramienta de ultrasonido el cristalino viejo y nublado y lo vacía antes de implantar una lente nueva de plástico, o un implante, en el ojo. Esta tecnología hizo avanzar las lentes intraoculares, que con un diámetro de óptica de 6 milímetros se pueden doblar e insertar a través de una abertura en el ojo de 3 milímetros. Generalmente, las operaciones tienen mucho éxito y, como solo se practican en el ojo cortes extremadamente pequeños, normalmente no se necesitan puntos, y el ojo se recupera muy rápidamente después de la operación. En los años que siguieron, el mercado de las lentes intraoculares alcanzó en EE. UU., Europa Occidental y Japón su plenitud: el aumento anual de operaciones se redujo, los precios de las lentes intraoculares disminuyeron y surgieron empresas multinacionales de EE. UU. que adquirían más y más PYMES. Cada año se implantan en la UE más de dos millones de estas lentes.
¿CÓMO ES LA COLOCACIÓN DE UNA LENTE INTRAOCULAR O ICL? - CLÍNICAS NOVOVISIÓN
Hacia una Nueva Generación de LIOs: El Proyecto MIRO
Actualmente nos encontramos en el umbral de una nueva tecnología quirúrgica, que permite extraer las cataratas mediante incisiones de menos de 1,5 mm. Esta innovación impulsará la demanda de una nueva generación de lentes intraoculares extremadamente finas que se pueden enrollar y que requieren materiales elásticos con un índice de refracción mucho mayor del que se había conseguido hasta ahora. Las técnicas quirúrgicas que aplican estas incisiones minúsculas ya existen, pero en el mercado no hay todavía lentes intraoculares adecuadas.
En este contexto, el proyecto de investigación en colaboración MIRO (Microincisión en Oftalmología) reúne a nueve centros de investigación y empresas de cinco países de la UE con el objetivo de desarrollar nuevos materiales plásticos y la tecnología para fabricar lentes intraoculares a partir de estos materiales, así como el instrumental quirúrgico necesario para el implante ocular. MIRO recibe 1,18 millones de euros a través de una actividad de investigación horizontal del VI Programa Marco (VIPM) para proyectos con participación de PYMES.
"Los cirujanos pretenden reducir la anchura de la incisión en la operación de tres milímetros a solo uno y medio", explica Joachim Storsberg, ingeniero químico del Instituto Fraunhofer para la investigación aplicada en polímeros (IAP), la organización alemana de investigación que participa en el proyecto MIRO. "Las lentes intraoculares plegables hechas de polímeros de alta resistencia permiten un tipo de cirugía microinvasiva que puede realizarse en consultas externas y tiene un índice de tolerancia mayor que los métodos quirúrgicos utilizados hasta ahora".
CORONIS GmbH, el principal contratista del proyecto, ha inventado un método para crear materiales compuestos de índice refractario ultra alto. El índice refractario de las lentes intraoculares disponibles hoy en día para el cristalino es de 1,5 mm, y cuanto mayor sea el índice de refracción, más finas se pueden hacer las lentes. El Instituto Fraunhofer ha logrado ya un valor significativamente mayor que cualquiera de las lentes disponibles hasta el momento. Los materiales con más futuro son dos polímeros altamente refractarios con una transparencia y flexibilidad ópticas altas, es decir, que se pueden plegar y enrollar. No son tóxicos, son biocompatibles y tienen una forma duradera. Cuando se congelan pueden manipularse con instrumental y se puede dar la forma deseada directamente mediante polimerización fotoquímica. Se esperaba que estas nuevas lentes estuvieran disponibles para la cirugía en pacientes a partir de 2006, marcando un hito en la oftalmología.
Polímeros en la Investigación y Tratamiento de Degeneraciones Retinianas
Entendiendo la Retinosis Pigmentaria y Otras Distrofias
Las degeneraciones hereditarias de la retina, como la retinosis pigmentaria (RP), la enfermedad de Stargardt y la degeneración macular asociada a la edad, provocan pérdida visual, a menudo, desde la adolescencia. La RP abarca un grupo de degeneraciones de la retina con una prevalencia de 1 en 4000 y es hereditaria. Los síntomas típicos incluyen ceguera nocturna seguida de disminución de la visión y, finalmente, ceguera legal o, en muchos casos, ceguera total. La RP suele diagnosticarse en adolescentes y adultos jóvenes, y la mayoría de las personas con RP son legalmente ciegas a los 40 años. Aunque ahora conocemos una serie de mutaciones genéticas que pueden causar estos trastornos, no entendemos cómo estas mutaciones conducen en última instancia a la pérdida de células. No existen formas efectivas de tratamiento para la mayoría de estos pacientes, lo que resulta en una tremenda tensión sobre los recursos sanitarios, así como estrés monetario y psicológico en las familias, especialmente cuando varios miembros se ven afectados. La única forma de ayudar potencialmente a estos pacientes será reemplazar las células muertas con nuevos fotorreceptores o encontrar formas de comprender mejor el proceso degenerativo para identificar nuevos fármacos que retrasen la progresión de la degeneración.
Bioingeniería y Nanopartículas Poliméricas para la Retina
La investigación propuesta en este campo busca generar tejido ocular en una placa a partir de pacientes con formas graves de retinosis pigmentaria para comprender mejor la enfermedad. Para ello, se planea estudiar el proceso degenerativo mediante la creación de una estructura similar a un ojo en una placa utilizando una combinación de enfoques de células madre y bioingeniería. Esto implica el uso de andamios 3D para cultivar células oculares generadas a partir de células madre pluripotentes, comparando directamente las células retinianas normales con células derivadas de pacientes con retinosis pigmentaria. Este enfoque permitirá identificar los procesos que finalmente conducen a la muerte de las células fotorreceptoras del ojo y a la ceguera.
En un futuro, las distrofias retinianas hereditarias que comportan la ceguera legal y, por tanto, la pérdida gradual de la vista, podrían ser estimuladas gracias a las prótesis retinianas que intervendrían en la red retiniana interna. En este sentido, las nanopartículas de polímero P3HT proporcionan una nueva vía en prótesis retinianas con aplicaciones potenciales en enfermedades asociadas a la retina. Cuando son microinyectadas en el ojo, estas se distribuyen de manera amplia y persistente en todo el espacio subretiniano sin que se produzcan reacciones inflamatorias significativas. Tras una sola inyección, las nanopartículas rescatan el comportamiento fisiológico de la retina a la luz, así como la actividad de la corteza visual y la agudeza visual a niveles indistinguibles de los de las ratas sanas. Mediante esta apuesta, las nanopartículas de polímero P3HT representarían el primer intento de rescatar la sensibilidad y la discriminación espacial en las retinas degeneradas en respuesta a la luz visible. Esta investigación es la puerta para otras aplicaciones biomédicas en enfermedades de la retina que cursan con baja visión, así como en otras donde el sistema nervioso central está comprometido.
Lentes Esclerales: Polímeros para la Rehabilitación de la Superficie Ocular
Abordando Patologías Oculares Severas con Tecnología Avanzada
En particular, alteraciones estructurales y funcionales de la superficie ocular -como el queratocono avanzado, las cicatrices corneales postquirúrgicas o traumáticas, y el ojo seco severo refractario- constituyen desafíos relevantes tanto para el diagnóstico como para el tratamiento efectivo. En este contexto, los lentes esclerales personalizados, que se apoyan en la esclera y crean una bóveda sobre la córnea sin contacto directo, han emergido como una estrategia terapéutica y rehabilitadora de alto impacto. A diferencia de los lentes rígidos corneales (RGP) tradicionales, los esclerales permiten corregir aberraciones ópticas y, al mismo tiempo, protegen la superficie ocular mediante un reservorio salino constante.
Impacto Clínico y Funcional de los Lentes Esclerales Personalizados
Un estudio reciente tuvo como objetivo evaluar el impacto clínico y funcional de los lentes esclerales con tecnología freeform y tratamiento de superficie hidrofílico en pacientes con patologías oculares severas. Todos los pacientes fueron adaptados con lentes esclerales personalizados freeform, con geometría tórica posterior y tratamiento hidrofílico en la superficie anterior (plasma o polímeros hidrófilos). En pacientes con queratocono, los lentes esclerales lograron neutralizar aberraciones de alto orden (HOAs), principalmente el coma vertical, como lo han reportado estudios similares. La evidencia respalda el uso de lentes esclerales como una opción altamente efectiva para la rehabilitación visual en condiciones corneales complejas. Su diseño favorece una adaptación anatómica precisa, minimizando el contacto con el epitelio y facilitando la regeneración de la superficie ocular. Los lentes esclerales con diseño freeform y tratamiento de superficie representan una solución de vanguardia en la rehabilitación de pacientes con discapacidad visual secundaria a enfermedades de la superficie ocular, y se recomienda considerar su uso en casos donde otras opciones terapéuticas hayan fallado.
El Impacto Transformador de los Plásticos en la Tecnología Asistencial General
¿Imaginas vivir en un mundo que no esté diseñado para ti? ¿Que no es capaz de incluir tus necesidades, ni facilitar tu rutina para ayudarte a mantener una buena calidad de vida? No es algo que tengamos que imaginar. Según la Organización Mundial de la Salud, “se calcula que 1.300 millones de personas, es decir, 1 de cada 6 personas en todo el mundo, sufren una discapacidad importante”. Afortunadamente, ante este conflicto, numerosas iniciativas, proyectos, medidas, personas y materiales como los plásticos se han unido para investigar y crear elementos adaptados y asistenciales, con el fin de acabar con esta discriminación y crear un mundo más inclusivo para todos. La tecnología asistencial está pensada para impactar de forma positiva en la sociedad y no sería posible sin los plásticos.
Las propiedades de los plásticos los hacen ideales para estos usos:
- Ligereza: El poco peso que proporciona este material a los objetos permite que las personas puedan transportarlos y utilizarlos en cualquier lugar con facilidad.
- Durabilidad y resistencia: Los plásticos destacan por su excepcional resistencia a la corrosión, el desgaste y a los productos químicos utilizados para la desinfección y esterilización de objetos en contacto con el cuerpo humano.
Como se ha podido comprobar, los plásticos desempeñan un papel fundamental en diversos sectores y campos como el de la tecnología asistencial, al ser los únicos capaces de reunir las características necesarias para ofrecer soluciones rápidas y efectivas a problemas globales. Los plásticos son un material fundamental para los dispositivos ortopédicos, protésicos e implantables. En este contexto, dado el papel crucial del plástico en la producción de prótesis, la industria de los plásticos está trabajando para hacer que esta tecnología sea más accesible para la sociedad, al tiempo que impulsa la economía circular. Por ejemplo, Plastics Europe, en colaboración con Ayúdame 3D y Second Chances, se han unido para proporcionar de forma gratuita brazos impresos en 3D (también llamados trésdesis) a personas con discapacidad. En concreto, se encuentran ayudando a tres personas en Tanzania a mejorar su calidad de vida y sus oportunidades de empleo, lo que a su vez facilitará el desarrollo adecuado de su rutina diaria. La impresión 3D de maquetas de plástico está contribuyendo significativamente a la inclusión de personas con discapacidad visual. Por otro lado, los plásticos se han unido a la innovación para crear implantes corneales, con el objetivo de mejorar o incluso recuperar el sentido de la vista. Estos implantes ya se realizaban con anterioridad, gracias a la donación de córneas, y ahora los materiales poliméricos ofrecen nuevas posibilidades. Gracias a las propiedades de los polímeros, las personas con pérdidas de audición también pueden utilizar aparatos ligeros y casi imperceptibles, que se pueden adaptar a las necesidades de cada uno.
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