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Ciencia & Tecnología

Las matemáticas: en el futuro de la experimentación sin animales y humanos

Con estos modelos, el Laboratorio de Biomiméticos de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) ya ha realizado avances en fisiología y anatomía, como por ejemplo en labio fisurado y paladar hendido, defectos congénitos que causan malformaciones en el cráneo y que afectan a 2 de cada 1.000 nacidos en Colombia.

Bogotá D. C., 17 de noviembre de 2020Agencia de Noticias UN-

Los modelos pueden predecir el esfuerzo del cráneo, de los músculos y de los dientes con tratamientos de labio fisurado y el paladar hendido. Fotos: Diego Garzón Alvarado, director fase uno del Centro de Pensamiento en Ética de la Investigación con Modelos Animales de la UNAL.

Gracias a las simulaciones se puede determinar el mejor tratamiento para niños con problemas de displasia de cadera sin tener que usar pacientes.

Con las proyecciones del neocórtex en el cerebro es posible estudiar cómo las microconvulsiones pueden originar problemas severos.

Los órganos en chip simulan uno humano y se pueden hacer pruebas específicas de medicamentos sin necesidad de pacientes.

Frente a la pandemia, el modelo desarrollado por el equipo de la UNAL puede predecir cómo se comportaría el virus en un día en Bogotá.

Según el profesor Diego Garzón Alvarado, director fase uno del Centro de Pensamiento en Ética de la Investigación con Modelos Animales de la UNAL, “para implantar los injertos con los que suelen corregirse estos problemas se debe saber desde la mecánica cómo se van a desplazar las partes del cráneo; aunque un investigador puede usar cadáveres de humanos o animales vivos, una alternativa clara es la computación”.

Además en computador es posible reconstruir modelos tridimensionales de las tomografías de los pacientes, emular lo que ocurriría y predecir qué tanto dolor, esfuerzo muscular o espacio entre dientes y huesos hay; así se tendrían las condiciones de la “vida real” sin recurrir a pruebas “físicas”.

Durante la Cátedra de Sede Manuel Ancízar: Ética, probidad y civilidad “Guillermo Hoyos Vásquez”, el profesor Garzón recalcó que con los modelos matemáticos también es posible simular problemas de ortopedia, neurología, e incluso predecir la expansión del nuevo coronavirus.

Mencionó además que “ahora no es posible eliminar completamente los animales o humanos para la investigación; los modelos matemáticos necesitan mucho más trabajo, pero ya hay acercamientos en esa línea”.

Otros desarrollos en la UNAL

Así mismo relató una experiencia en la que se simula una artrodesis de muñeca, una intervención en la que se fusionan artificialmente las articulaciones de la mano de forma con programas de computador, y en la que se puede predecir cómo reaccionarán los huesos, lo cual les permite a los cirujanos comparar las intervenciones de este tipo y elegir la mejor.

Otro ejemplo es en el área de ortopedia, en la evaluación de la posición de piernas, cartílagos y músculos en niños para determinar el mejor tratamiento para la displasia de cadera, en la cual el fémur no es cubierto completamente por esta. “Aunque es común ver niños en etapas tempranas con arneses de cadera, malas prácticas o tratamientos errados pueden llevar a efectos en la edad adulta; para evitar esto se deben evaluar los ángulos a los que debe estar el yeso, o las correcciones con respecto al crecimiento; un modelo matemático permite hacer proyecciones e incluso ver qué pasa si el niño camina con el arnés, una práctica no recomendada por los ortopedistas”, explicó el profesor Garzón.

Convulsiones cerebrales

Otro gran campo del grupo de investigación de la UNAL es usar las simulaciones para saber cómo se forman los surcos cerebrales, el neocórtex, las áreas más evolucionadas de la corteza cerebral, en condiciones estándar y con problemas graves como la polimicrogiria, una malformación cerebral causada por un excesivo número de pequeñas convulsiones que llevan a retardo mental, epilepsia o problemas respiratorios; o la lisencefalia, que se caracteriza por una migración neuronal defectuosa y causa un mal desarrollo del cerebro, convulsiones cerebrales, una expectativa de vida más corta y problemas respiratorios.

(Por: fin/AMV/dmh/LOF
)
N.° 228

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