Científicos y cirujanos se unen para mejorar la cirugía ortopédica
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Las cirugías mejorarán para los pacientes con la introducción de un nuevo modelo de la acción muscular que realzará la destreza y la experiencia de los cirujanos ortopédicos. Nature’s Science Reports (Informes Científicos de Nature) publicó un documento acerca de los investigadores de Mayo Clinic, quienes junto a sus colaboradores encontraron una manera de recabar datos sobre el músculo humano vivo durante la cirugía, sin poner en riesgo a los pacientes ni prolongar el tiempo de la intervención quirúrgica.
«Los modelos de la función musculoesquelética se basan en modelos animales y sirven para predecir el funcionamiento o el resultado de la transferencia de tendones en los seres humanos. Por ello, quisimos determinar si el modelo musculoesquelético estándar era realmente exacto y saber si era factible medir la función muscular humana durante la cirugía», comenta el Dr. Alexander Shin, cirujano ortopédico en Mayo Clinic y coautor experto del trabajo.
Los modelos musculoesqueléticos hechos en computador permiten determinar si una intervención quirúrgica es útil para el paciente y guían tanto los procedimientos quirúrgicos como los dispositivos. Con los datos obtenidos de animales modelo o de cadáveres humanos se calcula cómo responde el cuerpo al movimiento o al estrés, incluida la interacción entre huesos, músculos, tendones y nervios.
Equilibrar datos y seguridad
«Es sumamente difícil obtener datos fisiológicos de un músculo humano vivo y esta es la primera vez que se obtiene este tipo de datos en seres humanos», afirma el Dr. Kenton Kaufman, ingeniero biomédico en Mayo Clinic y coautor experto del trabajo.
A fin de llevarlo a cabo, un equipo de cirujanos y científicos de Mayo Clinic reclutaron pacientes que tenían programadas cirugías en el plexo braquial, o red de nervios del hombro, el brazo y la mano. En aquellas lesiones en las que el hombro y la cabeza van en distintas direcciones, como en un accidente automovilístico o en ciertos deportes, los nervios del plexo braquial se desprenden de la médula espinal y el brazo de la persona pierde la sensibilidad y queda paralizado. A fin de restablecer la funcionalidad, en algunos casos, los cirujanos transfieren todo el músculo grácil (también llamado músculo recto interno), junto con sus nervios y vasos sanguíneos, desde la parte interior del muslo hasta la parte superior del brazo. Mayo Clinic es un líder mundial en este tipo de intervención quirúrgica que requiere la colaboración sincronizada de un equipo de cirujanos.
El Dr. Kaufman dice que fue posible lograrlo gracias a la relación mantenida con otros cirujanos que trabajaron junto al equipo para identificar procedimientos seguros y oportunos que encajaran perfectamente con el proceso quirúrgico normal. Justo antes de extraer el músculo de la pierna, se coloca un sensor en el tendón del músculo grácil y después de colocar un electrodo en el nervio, se le envía una señal eléctrica que estimula al músculo y hace que se contraiga. El equipo también mide la longitud del tendón, toma biopsias musculares y obtiene un informe visual del músculo como información adicional para añadir al modelo.
Los datos del modelo musculoesquelético humano son mejores
Estos datos sirven para evaluar la validez de los actuales modelos musculoesqueléticos obtenidos a través del computador y mejorarlos. Los investigadores se sorprendieron al descubrir una enorme diferencia entre los modelos animales y las medidas del músculo humano. Informaron que los modelos actuales tienen los siguientes errores: en la longitud músculo-tendón encontraron un error del 7 por ciento, y en el «promedio absoluto de la longitud de la fibra» informaron un error del 15 al 32 por ciento.
Después de una lesión en los nervios del plexo braquial que van al hombro, al brazo y a la mano, la zona pierde la sensibilidad y queda paralizada. A fin de restablecer la funcionalidad, en algunos casos, los cirujanos transfieren todo el músculo grácil (también llamado músculo recto interno), con sus nervios y vasos sanguíneos, desde la parte interior del muslo hasta la parte superior del brazo.
«Vemos que los datos de animales no reflejan realmente los músculos humanos», dice el Dr. Kaufman, a lo que el Dr. Shin añade lo siguiente: «Esperamos que este tipo de investigación inicie un cambio en el paradigma para la creación de modelos computacionales, desde la aplicación de datos que no fueron obtenidos en humanos a datos obtenidos en los seres humanos».
Por tratarse de un esfuerzo pionero, el documento publicado en Science Reports brinda una descripción detallada de los métodos empleados por los investigadores y delinea la colaboración técnica necesaria entre investigadores, cirujanos, fisiólogos y profesionales a cargo de las electromiografías.
«Este trabajo es un reflejo de la colaboración entre médicos clínicos y científicos para mejorar la calidad de los cuidados que se prestan a los pacientes en Mayo Clinic», señala el Dr. Kaufman.
Los autores esperan que el documento publicado aporte a los procedimientos una norma de oro para el desarrollo de futuros modelos musculoesqueléticos.
«Estamos llevando a cabo múltiples estudios que amplían este trabajo y aplicamos la perspectiva adquirida para guiar las modificaciones que la técnica quirúrgica actual requiere a fin de ofrecer mejores resultados a los pacientes», afirma el Dr. Shin.
Autores, afiliaciones y el documento completo
Además de los doctores Kaufman y Shin, otros autores de Mayo Clinic son el Dr. Lomas Persad, la Dra. Filiz Ates, la Dra. Loribeth Evertz (actualmente afiliada con la Universidad Estatal de Montana) y el Dr. William Litchy. El Dr. Richard Lieber, autor del trabajo, está afiliado con el Laboratorio Shirley Ryan Ability de Chicago, con Hines V. A. Hospital y con la Universidad de Northwestern. Si desea ver la lista completa de afiliaciones, financiamiento y revelaciones, remítase al documento completo en Science Reports.
— Sara Tiner, 25 de mayo de 2022
