25/04/2024
11/02/2022
Proyectos de investigación del grupo en Dinámica Cardiovascular e I+D+i en Dispositivos Médicos, dirigido por el profesor Juan Carlos Briceño serán financiados por MinCiencias. Como resultado, tienen abiertas tres posiciones asistentes de investigación en doctorado y una de asistente de investigación en maestría. Los términos de referencia para de las posiciones abiertas se pueden consultar en el siguiente enlace.
A continuación, le presentamos los proyectos:
Biodiseño: Una oportunidad para mejorar el manejo de la enfermedad cardiovascular en el Tolima.
El departamento del Tolima es una de las regiones en Colombia con mayor índice de envejecimiento y por consiguiente con una alta predisposición a la enfermedad cardiovascular. De hecho, la enfermedad de hipertensión arterial, la enfermedad crónica renal y la diabetes mellitus son tres de los focos de atención que se evidencian en el análisis de situación en salud. El manejo de la enfermedad cardiovascular depende de la atención integral en el diagnóstico, el seguimiento a las condiciones crónicas, la intervención temprana y la adherencia de los pacientes a las recomendaciones de los médicos tratantes. Adicionalmente, muchos de los eventos agudos de las enfermedades cardiovasculares que resultan en muerte o afectaciones graves (el 80% de los infartos o isquemias cerebrovasculares) pueden prevenirse si se hace un diagnóstico temprano, y si el manejo de la enfermedad crónica permite el control de los factores de riesgo. Estas actividades podrían verse apoyadas con el uso de tecnologías diseñadas bajo las restricciones de las capacidades y los requerimientos locales y validadas en el ambiente de operación real.
Para esto, se generó una alianza entre el grupo de investigación uniandino y los grupos de investigación de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Ibagué para aplicar la metodología de Biodiseño y de Diseño Racional de soluciones clínicas basado en la interacción y la evaluación de problemáticas y necesidades en la clínica Medicadiz. Esta metodología, inicialmente diseñada en la Universidad de Stanford, ha sido adaptada al contexto colombiano e implementada con éxito previamente entre la Universidad de los Andes y la Fundación Cardioinfantil en Bogotá. En este sentido, se desea trasladar y adaptar esta metodología de Biodiseño a las necesidades y capacidades regionales del Tolima, para que puedan ejecutarse las soluciones con el apoyo y el potencial técnico y científico tanto de la Universidad de Ibagué como de la Universidad de los Andes. El éxito de esta metodología depende de la colaboración permanente con los profesionales de la salud, quien junto con los ingenieros se convierten en codesarrolladores de las tecnologías y en las principales fuentes de validación con los usuarios reales. La Universidad de Ibagué, a través de los grupos D+TEC y GMAE tiene grandes avances en el desarrollo de tecnologías basadas en análisis de imágenes para patologías cardiovasculares, en el desarrollo de prototipos mecánicos y electrónicos y en el
desarrollo y evaluación de materiales, que pueden ser aplicados a la solución de problemáticas clínicas. En este proyecto se desea hacer una implementación de la metodología de diseño para identificar soluciones para problemáticas de salud relativas a condiciones no transmisibles, como las enfermedades cardiovasculares, en tres hospitales de la región, y proponer soluciones coherentes con las capacidades de la región, que aprovechen las capacidades científicas y tecnológicas de la Universidad de Ibagué y la Universidad de los Andes que se validen y se pongan a prueba localmente.
Este proyecto será liderado por el profesor Juan Carlos Briceño y la estudiante doctoral Natalia Suárez.
Centro de impresión 3D: Impresión 3D personalizada para planear, entrenar y decidir sobre cirugías complejas en LaCardio: uso en contexto real y evaluación de impacto
La tecnología de impresión 3D ha tenido gran acogida en medicina por los beneficios que ofrece sobre las herramientas tradicionales de diagnóstico y tratamiento. Estos beneficios incluyen la personalización de dispositivos médicos, la planeación quirúrgica sobre modelos anatómicos tridimensionales, el estudio de casos complejos, el entrenamiento de profesionales y la educación al paciente y la comunidad. Diferentes hospitales y centros universitarios a nivel internacional han implementado centros de impresión 3D para brindar estos beneficios a su personal clínico y pacientes, pero en Colombia ninguna IPS ha incluido esta tecnología como parte de su flujo de trabajo.
La Fundación Cardioinfantil – Instituto de Cardiología (LaCardio) decidió implementar la impresión 3D como parte de sus estrategias de investigación junto a la Universidad de los Andes. La institución adquirió una impresora de alta resolución y el software que permiten ofrecer este servicio, y busca consolidar el primer Centro de Impresión 3D Clínico de Colombia. En LaCardio diferentes intervenciones complejas en cirugía cardiovascular y ortopedia ya se han beneficiado de la reconstrucción computacional, impresión 3D, y del análisis personalizado de anatomías comprometidas. La personalización de dispositivos médicos usando impresión 3D permitió la creación de un catéter para intervenciones en pacientes neonatos. Ahora, los investigadores buscan expandir el uso de la tecnología a más servicios clínicos y evaluar su impacto en diferentes dimensiones: decisiones clínicas, planeación y desarrollo de las intervenciones, educación y entrenamiento clínico, relación paciente/especialista y en experiencia de los pacientes y sus familias. Con ello, LaCardio sería pionera en la incorporación de tecnologías de vanguardia que potencien el tratamiento a los pacientes en Colombia y Latinoamérica.
Teniendo en cuenta lo anterior, el objetivo principal del proyecto consiste en estudiar el impacto de la impresión 3D personalizada en la planeación, toma de decisiones, entrenamiento, ejecución, y resultado postoperatorio de cirugías complejas en LaCardio. Encabezados por el profesor Juan Carlos Briceño (Uniandes) y el doctor Juan Manuel Pérez (LaCardio), con el apoyo del investigador postdoctoral Javier Navarro (Uniandes) y de la estudiante doctoral Camila Castro (Uniandes), esta propuesta hace parte del proceso de consolidación del Centro de Impresión 3D. Los investigadores pretenden normalizar el uso de la tecnología a través de todos los servicios clínicos de LaCardio y a la vez, estudiar el aporte de la reconstrucción e impresión 3D para la comprensión de patologías
complejas por parte del paciente y el médico tratante en cirugía cardiovascular, intervencionismo, ortopedia, trasplantes, neurocirugía y neuroradiología. Con ello, se busca consolidar evidencia del aporte que puede generar la manufactura aditiva en el contexto particular colombiano y en el tratamiento de casos de alta complejidad característicos de un hospital referente a nivel regional como lo es LaCardio.
Multigraft - Bac: Injerto vascular bacteriostático/bactericida y regenerativo para la reconstrucción de extremidades y el tratamiento de infección de aneurismas micóticos
Los injertos vasculares son dispositivos médicos indicados para el reemplazo o reconexión de vasos sanguíneos y han sido históricamente uno de los dispositivos médicos más útiles para el manejo quirúrgico de varias enfermedades vasculares incluyendo aneurismas, enfermedad coronaria y aterosclerosis arterial periférica. Sin embargo, una de las complicaciones más importantes es la infección, como ocurre en el caso de aneurismas micóticos y las sobreinfecciones de injertos vasculares en donde se forman biofilms que impiden el tratamiento con antibióticos y pueden poner en riesgo la vida del paciente. En estos casos, las tasas de morbi-mortalidad son de hasta el 58% y se requieren múltiples reintervenciones para tratar y rehabilitar al paciente. Esto resulta en un deterioro de la calidad de vida de los pacientes y en altos costos para ellos y el sistema de salud. Es por este motivo, que se hace imperativa la búsqueda de nuevos materiales capaces de mejorar el pronóstico de pacientes con alto riesgo de infección y aquellos que por su condición han agotado todos los recursos y corren riesgo de amputación de extremidades.
Por ello, el objetivo de este proyecto es el desarrollo de un injerto vascular con propiedades bacteriostáticas/bactericidas para disminuir las tasas de infección en general y de aquellas asociadas a los procedimientos quirúrgicos en un paciente con infección ya establecida. Actualmente, la Universidad de los Andes, en colaboración con la Fundación Cardioinfantil-Instituto de Cardiología y el Instituto de Medicina Regenerativa McGowan de la Universidad de Pittsburgh, han desarrollado el prototipo de un injerto vascular regenerativo de 3 mm de diámetro con un nivel de madurez tecnológica 4 (TLR4). Este prototipo fabricado a partir de elastómeros sintéticos y otros polímeros naturales, cuenta con una microestructura y funcionalización con moléculas bioactivas pensadas para aprovechar todo el potencial de la inflamación aguda para inducir la regeneración a la vez que evita la transición a la inflamación crónica y la trombogénesis para mantener la homeostasis de la pared vascular. Para este proyecto, se trabajará en equipo para modificar y adaptar el prototipo previo a fin de proveer propiedades bacteriostáticas/bactericidas, sumado a un cambio de diámetro para ser utilizado en vasos más grandes (8 mm para arterias iliacas). Esta estrategia se ha denominado Multigraft-Bac, con el que se pretende alcanzar la etapa T1 de investigación traslacional conectando las ciencias básicas detrás de la hemodinámica y la formación de biofilms con la implementación de un dispositivo médico para el control de infecciones en injertos vasculares.
Para que esto sea posible, se requiere estandarizar los procesos de fabricación del injerto vascular de tal manera que se alcancen los requerimientos en biocompatibilidad, regeneración y actividad antimicrobiana, así como la integridad y estabilidad estructural de acuerdo con los estándares internacionales para injertos vasculares regenerativos a través de ensayos in-vitro.
Este trabajo, que está liderado por el profesor Juan Carlos Briceño, el doctor Juan Guillermo Barrera y la estudiante doctoral María Alejandra Rodríguez, se proyecta en el estudio de mercado y de la patente de Multigraft-Bac. Con los resultados de este proyecto se espera ampliar los conocimientos del grupo en el desarrollo de producto para que eventualmente pueda proceder el escalamiento industrial y las fases de ensayos clínicos. Este deberá demostrar una mejora para la práctica clínica en el manejo a corto y largo plazo de infecciones vasculares y eventualmente, servir como una ruta para reducir las tasas de morbimortalidad y complicaciones en los pacientes que sufren de estas afecciones.
