Proyecto final-dhtic

BENEMERITA UNIVERSIDAD AUTONOMA DE PUEBLAUNA NUEVA
ALTERNATIVA Verano 2016
ÓRGANOS ARTIFICIALES
BENEMERITAUNIVERSIDADAUTONOMADE
PUEBLA
DESARROLLO DEL USO DE LA TECNOLOGIA, LA
INFORMACION Y LA COMUNICACION
Profesor: GaonaOsorioLiliana
Verano 2016
Lunes – jueves 9 – 11 am
Integrantes:
Jiménez Jerónimo Paloma
López Campolli Natalia Lizeth
Martínez CastroAndrea

ALTERNATIVA| NÚMERO 2016
1
BENEMERITA
UNIVERSIDAD
AUTONOMA
DE PUEBLA
Una nueva alternativa
Verano 2016
DESARROLLO DE HABILIDADES EN EL USO DE LA TECNOLOGIA, LA INFORMACION Y LA
COMUNICACIÓN
NRC 60346
A principio de los años 80´s, la
implementación de la donación de
órganos dio un giro innovador a la
vida de los pacientes con
procesos degenerativos. este
procedimiento ha salvado miles
de vidas desde entonces pero el
principal problema que se plantea
en este campo terapéutico es la
escasez de órganos para ser
trasplantados.
La medicina regenerativa ha
propuesto una solución a esta
problemática, la producción
bioartificial de órganos y tejidos.
Esta novedosa estrategia se basa
en la producción combinada de
células troncales del propio
individuo, teniendo así mayores
beneficios para el paciente, y
matrices extracelulares
biocompatibles y biodegradables.
Nuestro principal objetivo en esta
investigación es resaltar las
ventajas de los órganos y tejidos
artificiales, dando a conocer
información relevante sobre el
desarrollo y avances en los
últimos años de la producción de
estos, la experimentación en
animales y los aspectos éticos
que implican su uso clínico en
humanos entre otros temas.
V
TRÁQUE SINTÉTICA
Profesor Alex Seifalian con tráquea
sinteticaEsta fue la primera vez que
alguien en el mundo había recibido un
órgano fabricado en un laboratorio.
Fue una operación de salvamiento y
marcó el comienzo de una nueva era
en la ciencia médica. Con el uso de la
tecnología, los seres humanos
pueden comenzar a crecer nuevas y
reemplazables partes del cuerpo
RESUMEN
por Jiménez Paloma, López Lizethy Martínez Andrea

2
Los órganos artificiales son un
tema innovador de la medicina
regenerativa y reparadora.
Este ensayo tiene como finalidad
abarcar los diferentes puntos que
conlleva el diseño, la producción y
aplicación. Además se basa en
las ventajas y desventajas que
tienen los órganos artificiales, los
aspectos éticos que conllevan su
uso clínico en humanos, así como
la experimentación en animales y
el impacto que tendría esta
tecnología en México
Este tema implica avances
biotecnológicos que pueden
llegar a ser de interés para las
personas que se desenvuelven
en el área biomédica pero
también para cualquier lector del
artículo.
Uno de los principales problemas
con los que se ha enfrentado en
la actualidad el sector salud es la
escasez de órganos para ser
trasplantados. La mayoría de los
pacientes tiene que esperar
largos periodos de tiempo para
que le sea proporcionado un
órgano, incluso existen muchos
pacientes que no consiguen el
órgano deseado y fallecen sin
haber recibido un trasplante.
Desde esta idea innovadora de la
medicina regenerativa, los
órganos artificiales se han
convertido en una gran alternativa
para aquellas personas que están
en espera de un trasplante. Estos
órganos se pueden producir
combinando células troncales de
distintos tipos con matrices
extracelulares biocompatibles y
biodegradables o con materiales
sintéticos capaces de realizar las
actividades que un órgano natural
puede realizar en condiciones
normales dentro de un organismo
vivo.
MEDICINA
REGENERATIVA
La medicina regenerativa es
un campo amplio que incluye
la ingeniería de tejidos, pero
también incorpora la
investigación de material
biológico externo – donde el
cuerpo usa sus propios
sistemas, algunas veces con
ayuda de material biológico
extraño para recrear células
y reconstruir tejidos
INTRODUCCION

3
Un poco de historia…
Con el paso de los años, los
avances biomédicos han causado
un gran impacto en el área
médica.
Con el fin de resolver el problema
que empezó a ocasionar la alta
demanda de trasplantes, en 1940
se comenzó a trabajar por
primera vez con el diseño y
construcción de órganos
artificiales y el mejoramiento de
técnicas en los trasplantes de
órganos.
En 1944 se logró construir el
primer riñón artificia mientras que
en 1953 el estadounidense John
Gibbon ideó el primer corazón –
pulmón artificial. Este nuevo
instrumento oxigena la sangre
venosa con aire y la bombea a las
arterias sin pasar por los
pulmones y el corazón.
En 1954 se fabricó la primer
maquina cardiorrespiratoria y se
colocó el primer marcapasos en
un paciente. Después de diversas
pruebas con ratones se realizó el
primer trasplante de riñón.
A inicios del siglo XXI se elaboró
un corazón hecho de titanio y
plástico conocido como “Abiocor”,
el cual fue posible trasplantar en
un paciente que tenía esperanza
de vida menor de 30 días, gracias
a esto fue capaz de vivir por 151
días
A partir del éxito obtenido con la
elaboración de los órganos
descritos anteriormente, diversos
científicos han logrado recrear
distintos órganos, pero ahora más
enfocados a utilizar células madre
que materiales sintéticos. Así, en
2010 se dio a conocer el primer
corazón e hígado artificial en
ratones, con la esperanza de
poder lograr este avance en los
seres humanos
Órganos in vitro
Como ya hemos comentado, la
posibilidad de obtener órganos
artificiales es una estrategia
innovadora de la medicina
regenerativa. Las células son los
componentes fundamentales del
tejido, y los tejidos son la unidad
básica de la función en el cuerpo.
Distintos grupos de células
forman y secretan sus propias
estructuras de soporte, llamadas
matriz extracelular, que actúa
como una estación repetidora
para varias moléculas de
señalización. Los investigadores,
al conocer los procesos de
interacción y organización celular,
han sanado tejidos dañados e
incluso creado nuevos.
Por lo tanto, los órganos se
pueden producir combinando
células troncales de distintos tipos
de matrices extracelulares
biocompatibles y biodegradables,
consiguiendo así estructuras
biológicas
que pueden
ser creadas
ex vivo y que
pueden
implantarse y
mantenerse
en
adecuadas condiciones de
funcionamiento, tras ser
trasplantadas a animales vivos.

4
El proceso frecuentemente
comienza con la construcción
de un andamio a partir de un
amplio grupo de fuentes
posibles, desde proteínas hasta
plásticos. Una vez que se crean
los andamios se pueden
introducir células con o sin
factores de crecimiento. Si el
entorno es adecuado, se
desarrolla un tejido
Otro método para crear un
tejido nuevo utiliza un andamio
existente. Las células de un
órgano donado se desprenden
y el andamio de colágeno
restante se usa para crecer un
tejido nuevo. Este proceso se
ha utilizado para la
bioingeniería de tejidos como el
corazón, hígado, pulmón y
riñón. Este enfoque permite
utilizar el andamiaje con el
tejido humano descartado
durante la cirugía y combinarlo
con las propias células del
paciente para hacer órganos
más compatibles y disminuir el
rechazo inmunológico que
normalmente se da en los
trasplantes.
Aunque esta técnica es
innovadora aún hay que
encontrar las matrices
extracelulares idóneas, la
fuente de células troncales más
adecuada, las mejores
condiciones de cultivo, así
como el manejo perioperativo
de los pacientes.
CELULAS MADRE
Un biomaterial hecho de
intestinos de cerdos que
se puede utilizar para
curar heridas en humanos.
Cuando se humedece, el
material llamado SIS, es
flexible y fàcil de manejar
Fuente: Stephen Badylak,
Universidad de Pittburgh
Órganos artificiales utilizados en la
actualidad
El uso de órganos artificiales en trasplantes
humanos involucra el empleo del ensayo clínico
para que éstos puedan ser aprobados. Este
ensayo consta de tres etapas: producción de
órganos, experimentación en animales o ensayo
preclínico y, finalmente, la etapa clínica que
involucra la experimentación en humanos. Se han
realizado pocos trasplantes de este tipo; sin
embargo, se están obteniendo resultados
positivos

5
Se han realizado pocos
trasplantes de este tipo. Sin
embargo, se están obteniendo
resultados positivos. Entre los
trasplantes realizados en los
últimos años tenemos:
Cartílago nasal
Con la creciente incidencia de
cáncer de piel se han hecho
más frecuentes las técnicas de
extirpación de células dañinas,
que corresponden a los
estratos más profundos de la
epidermis pues involucra a las
células escamosas del estrato
basal, es por ello que al realizar
este procedimiento muchas
veces se daña el cartílago nasal
y se tiene que extirpar
Una solución muy viable es la
implementación de cartílago
alar bioproducida, ya que este
se crea a base de células
condroprogenitoras del propio
paciente para que,
posteriormente, puedan
proliferar y sintetizar cartílago
que sea biocompatible para el
paciente. Los resultados
obtenidos han sido
satisfactorios ya que el
organismo reconoce como
propio al cartílago por lo que no
hay riesgo de rechazo
inmunológico. Además, se
reestablecieron las funciones
olfatorias de la nariz
Uretra
Diversas patologías y
traumatismos causan la atrofia
o degeneración de las
funciones de la vejiga, es por
ello que se realizó una
investigación en la que se
demuestra la viabilidad para
trasplantar vejigas producidas
artificialmente, el proceso es el
siguiente, a base de células
obtenidas por biopsias de tejido
de vejiga del propio paciente se
realizan cultivos de las mismas
en un medio de cultivo
enriquecido que les permite
proliferar, y con ayuda de
algunos materiales sintéticos es
posible, al cabo de cierto
tiempo, regenerar en su
totalidad al órgano en cuestión.
Antes de ser trasplantado se
realizaron estudios tanto
anatómicos como fisiológicos
acerca de los componentes de
dicho órgano, debido a los
resultados obtenidos se
pudieron realizar cinco
trasplantes exitosos a
pacientes en edad pediátrica,
se valoraron los órganos
durante un lapso de 38 meses y
no se obtuvieron resultados
desfavorables.
Tráquea
El órgano artificial más utilizado
actualmente para ser
trasplantado es la tráquea,
debido a que es extenso su uso
clínico en pacientes de todas
las edades que requieren que
les sea trasplantado este
órgano por diversas razones,
entre las más importantes se
encuentran obstrucción de
tráquea, EPOC, y Cáncer.
El procedimiento para crear una
tráquea bioartificial es el
siguiente: se crea una
estructura tubular de polímeros,
posteriormente se siembran
células propias y se incuban
para que de esta forma se
pueda celularizar esta
estructura y no se presente
rechazo inmunológico, este
procedimiento es largo ya que
las células de la tráquea tardan
largo tiempo para proliferar. Los
resultados obtenidos con este
tipo de trasplante son
adecuados, ya que las
funciones fisiológicas son
normales, y al cabo de cierto
tiempo los pacientes a los que
se ha realizado este
procedimiento pueden realizar
diversas actividades como
viajar e incluso correr.

6
El seguimiento de los pacientes
hasta ahora trasplantados se
realiza cada cinco años, tras los
cuales se toma una biopsia de
tráquea y se examina, además
se valora la función respiratoria
de pulmones y hasta ahora no
hay evidencia de anomalía
alguna, los pacientes que
recibieron el trasplante no
muestran problemas, pues su
calidad de vida ha mejorado
mucho desde su intervención
quirúrgica.
Vagina
Este trasplante fue realizado en
un grupo de mujeres cuyo
rango de edad era de entre 13
y 18 años, el procedimiento
para producir una vagina
artificial incluyo hacer una
biopsia de vagina, las células
del tejido obtenidas por este
medio fueron colocadas en
medios de cultivo específicos,
posteriormente se expandieron
para generar células
musculares y epiteliales, estas
células fueron colocadas en
matriz extracelular de origen
porcino en donde proliferaron
para dar origen a una vagina
bioproducida.
Estas vaginas fueron
trasplantadas con éxito a las
mujeres, posteriormente se
realizó un seguimiento a cada
una de ellas para valorar la
funcionalidad del órgano
producido artificialmente, los
resultados del seguimiento
revelaron el correcto
funcionamiento de estas
vaginas artificiales, pues no
presentaban problemas tanto
estructurales como
funcionales.
Impresión3D
La producción de órganos
artificiales más eficaz es una de
las metas que más esperan
lograr los biomédicos en la
actualidad. Esta meta no es
única en el área de la
biomedicina, también lo está
siendo para la ingeniera y
arquitectura de tejidos, que ha
ido trabajando de la mano con
las diversas tecnologías que
están a su alcance como las
impresoras 3D.
El proyecto de crear órganos
artificiales con una impresora
3D consiste en utilizar gotas
biotinta con grupos de miles de
células con una organización
similar a la de un tejido
llamados esferoides, las cuales
imprimen en una superficie
gelatinosa el órgano que se
desee crear.
Se ha estado trabajando con la
posibilidad de que estas gotas
colocadas lo suficientemente
cerca se fusionen para obtener
un macro-tejido y así elaborar
un órgano completo. Diversos
científicos consideran que es
posible que este proyecto tenga
éxito, pero no del todo, ya que
crear un órgano funcional es un
reto muy grande.

7
Aspectos éticos:
Con la aparición de los
trasplantes de órganos,
surgieron al mismo tiempo
dilemas éticos sobre el
procedimiento para trasplantar
un órgano de un ser humano a
otro, ya que se debatía y se
sigue debatiendo acerca de la
forma de selección para recibir
un órgano. Las disposiciones
redactadas y emitidas por la ley
general de salud o por los
organismos encargados de
estas funciones en diferentes
países del mundo han creado
un reglamento para señalar
cual es el procedimiento de
obtención de órganos; entre los
puntos más importantes
destacan los que hacen
referencia al donador, ya que
en muchos países es aplicable
el término de “donador con
consentimiento informado” el
cual, antes de morir, expresa su
consentimiento para que sus
órganos sean donados.
Otra problemática es el tráfico
de órganos, la cual ha surgido
ante la escasez de órganos
para ser trasplantados.
Actualmente, el vender o
comprar un órgano está penado
en todos los países del mundo,
aunque sigue siendo una
práctica que se realiza con alta
frecuencia. Además, el
problema no solo radica en la
ilegalidad sino en la forma de
obtención de los traficantes.
En la actualidad, pese a los
pocos avances y éxitos
obtenidos con el uso de
órganos artificiales, han surgido
posturas y argumentos de
índole ético que cuestionan la
viabilidad de estos nuevos
procedimientos, puesto que se
está poniendo en riesgo la vida
de un ser humano a pesar de
conocer las altas tasas de
fracaso clínico que se
presentan, haciendo referencia
a las crueles prácticas de
experimentación desarrolladas
por las grandes potencias
mundiales durante la segunda
guerra mundial; así como
posturas que sostienen que al
llevar a cabo estos
procedimientos se está
sufriendo un enorme deterioro
en los valores universales ya
que se está violando la dignidad
de un ser humano al ser
utilizado meramente como a un
objeto. Debito a esto el ser
humano es consciente de que
con el paso del tiempo,
seguirán apareciendo
problemáticas y
cuestionamientos en el campo
de la ética conforme vayan
apareciendo logros en el campo
de la medicina, y de toda la
ciencia en general, y que sin
duda tendrán la misma
magnitud que los problemas
éticos expuestos en el párrafo
previo.
Experimentación en
animales
Los avances tecnológicos con
los que contamos hoy en día en
la medicina son gracias a
procesos de protocolos de
investigación, en su mayoría,
experimentales.
La apariciónde las vacunas, los
antibióticos y otros tipos de
fármacos cambiaron la historia
de la humanidad, prolongando
y mejorando la calidad de vida.
Gran parte de estos avances en
la medicina habrían sido
imposibles sin el uso de
modelos experimentales. En la
producción de órganos
artificiales es lo mismo, tras
generarlos hay que probar si
pueden ser trasplantados a
animales para evaluar su
funcionalidad.
Actualmente la mayoría de los
equipos de investigación se
encuentran en fase de
experimentación. El equipo de
HC Ott ha creado estructuras
renales tridimensionales
bioartificiales a partir de riñones
de cadáveres de rata, que son
descelularizados utilizando un
detergente, hasta conseguir

8
una matriz de tejido conectivo
que mantenía su estructura
vascular. Después se
recelulariza utilizando dos tipos
de células: de endotelio de vena
umbilical, para promover la
formación de vasos sanguíneos
y células renales de ratas recién
nacidas, para producir los
tejidos restantes del riñón. Las
células endoteliales se
perfundieron a través de la
arteria renal y las del riñón por
el uréter. El órgano producido
fue primeramente mantenido en
un biorreactor y después
trasplantado a una rata a la que
se había previamente eliminado
un riñón. El órgano producido
es funcionalmente activo, sin
embargo, aún no cumple con el
cien porciento
Una de las soluciones
propuestas que se emplea en la
experimentación animal se trata
de cumplir el principio de las
tres erres: reemplazo,
reducción y refinamiento. El
reemplazo consiste en sustituir,
siempre que sea posible, a los
animales por modelos
informáticos o cultivos celulares
para probar el protocolo. La
reducción trata de reducir el
número de animales
empleados y el refinamiento
consiste en buscar métodos
para minimizar el sufrimiento de
los animales.
Así, existen muchos ejemplos
de la utilización de animales
para comprobar la
funcionalidad de los órganos
producidos, ya sean injertos
vasculares a partir de músculo
canino, hígado a partir de
células de ratas, hipófisis a
partir de células troncales
embrionarias de ratón, etcétera.
Órganos artificiales en
México
En México el uso de órganos
artificiales sería un avance con
alto impacto en el sector salud y
social. Como bien sabemos,
muchos de estos órganos
artificiales siguen en proceso
de elaboración y aprobación
con la experimentación con
animales, llevando consigo un
elevado presupuesto, por lo
que su implementación de igual
manera conllevaría costos
elevados.
El sector salud público en
México no tiene el presupuesto
necesario para adquirir estos
órganos artificiales, un ejemplo
claro es el uso de los
marcapasos que en décadas
anteriores era costoso
obtener por ser considerado un
órgano artificial moderno y
reciente causando conflicto en
los pacientes con escasos
recursos monetarios, conforme
pasaron los años este problema
se ha ido reduciendo pero si se
llegase a usar en México los
nuevos órganos elaborados,
sería muy probable que el
acceso a ellos para su uso en
trasplantes tenga más
relevancia en el sector salud
privado.
Ventajas de los órganos
artificiales
Al producir órganos artificiales a
partir de células del propio
organismo no habrá rechazo
inmunológico
Se evitará el uso de
inmunosupresores que, en la
mayoría de los pacientes con
trasplante, permite infecciones
oportunistas
Disminuirá el número de
pacientes en lista de espera de
un órgano
Mejorará la calidad de vida del
paciente aceptor
El paciente no tendrá que
esperar grandes periodos de
tiempo para adquirir el órgano,
lo que permitirá que la
enfermedad no se agrave

9
Desventajas
El número de células madre
para formar un órgano es
enorme
Aun no se encuentra la matriz
extracelular por excelencia
El tiempo de producción es
indeterminado
Es un aun un tema en
investigación
Los costos son excesivos por lo
que no toda la población tendría
acceso a ellos
No se ha comprobado los
efectos a largo plazo
El uso y la creación de los
órganos artificiales ha tenido un
impacto muy grande en el área
biomédica. A continuación, se
presenta un caso clínico en el
cual podemos observar este
fenómeno en el uso médico.
https://www.acs.org/content/dam/acsorg/e
ducation/resources/highschool/chemmatt
ers/spanishtranslations/chemmatters-
april2013-bladder-spanish.pdf
Conclusión
Los órganos artificiales desde
sus inicios han causado gran
impacto en el área biomédica y
social. Existe muy poca
información y difusión del tema,
por lo cual muchas personas
tienen poco conocimiento
respecto a ello. A lo largo de las
últimas décadas el avance que
se ha tenido en la elaboración
de estos órganos ha sido un
gran paso para que en un futuro
las personas tengan trasplantes
de órganos más eficaces y
oportunos, debido a que en la
actualidad la escasez de
órganos naturales es un
problema muy serio en el área
quirúrgica y terapéutica.
Como se ha mencionado son
diversos los procedimientos y
diseños que se están
elaborando para llegar a un fin
común: la producción de
órganos artificiales funcionales.
Por desgracia son diversas las
opiniones que se tienen sobre
su elaboración y uso, ya que
muchas personas están en
desacuerdo de que se utilicen
animales en pruebas y
experimentos, además de
considerar que su uso no es
seguro ni apto para el ser
humano.
Una buena manera de lograr
que la elaboración de estos
órganos artificiales tenga éxito,
es que se tenga una amplia
información de la anatomía y la
funcionalidad de los órganos
naturales, para poder
plasmarlos y usarlos en
cuerpos humanos.
En nuestra opinión, los órganos
artificiales son la alternativa
necesaria para los pacientes
con disfunción orgánica. Todas
las técnicas a implementar
necesitan pasar por un ensayo
clínico por lo que no nos
oponemos a la experimentación
en animales, creemos que es
un paso necesario para
continuar mejorando la calidad
de vida

10
Referencias:
Carnevale, Romina P.; (2010).
“La impresora de órganos.
Ficciones y realidades de la
producción de tejidos
artificiales”. Química Viva,
Agosto-Sin mes, 76 – 85.
Aznar, J.; Tudela, J.; Sánchez,
J. L.; (2015). “Producción de
órganos bioartificiales”. Revista
Cuadernos de Bioética.
España 2015/1º, 149 – 169
Instituto Nacional de
bioingeniería e imágenes
biomédicas (2013). “Ingenieria
de Tejidos y Medicina
Regenerativa” NHI, Julio
Atala, A., Lanza, R., Thomson,
J., Neren, R.
(2008). “Principles of
Regenerative Medicine”
USA. Elsevier
Rivera López E. Ética y
trasplante de órganos. México:
UNAM/FCE; 2001.
Schnek, A. Massarini, A.
(2008). Curtis. Biología.
España: Panamericana.
Platas, L. (2015). Piezas de
respuesto: el futuro de los
trasplantes. Junio 9, 2016 de
Algarabía. Sitio
web: http://algarabia.com/cienc
ia/piezas-de-respuesto-el-
futuro-de-los-trasplantes/
Zeppelin, M. (2014). "Órganos
Artificiales". Recuperadp Junio
10, 2016 de Instituto de
bioética. Disponible
en: http://bioetica.uft.cl/index.php/revista
-altus/item/organos-artificiales-medicina-
regenerativa-que-busca-salvar-vidas
Rengifo, S. Rosero, C. (2014).
Trasplante de órganos. Junio
9, 2016 de Universidad del
Tolima-Idead-Cread
TUNAL. Sitio
web: http://www.google.com.mx/url?sa=
t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=5&v
ed=0ahUKEwichZi4lP7MAhWM1IMKHXF
YA0kQFggyMAQ&url=http%3A%2F%2Fs
39e7558906446bf4.jimcontent.com%2Fd
ownload%2Fversion%2F1409960113%2
Fmodule%2F10252662157%2Fname%2
Fensayo%2520organos%2520artificiales
%2520tut%25202%2520hames%2520se
m%25209.p.pdf&usg=AFQjCNHPRGNxG
vF2CufAK_xu3nmM0Y_Agw&bvm=bv.12
3325700,d.amc

ALTERNATIVA Verano 2016

Proyecto final-dhtic

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

En vedette

En vedette (20)

Similaire à Proyecto final-dhtic

Similaire à Proyecto final-dhtic (20)

Dernier

Dernier (20)

Proyecto final-dhtic