La cirugía menos invasiva de la historia: pinzas acústicas posibilitan intervenciones sin contacto

Investigador pueba las trampas acústicas generadas por las pinzas acústicas holográficas. / Sergio Larripa, Asier Marzo, Bruce Drinkwater

En el futuro, quizás no tan lejano, los cirujanos podrían realizar una variedad de procedimientos médicos sin tocar al paciente. Gracias al desarrollo de la tecnología de pinzas acústicas, se ha conseguido por primera vez la levitación acústica y la manipulación de múltiples objetos de forma simultánea, que podrá usarse para curar lesiones internas o tratar directamente órganos afectados.

Anteriormente, se había conseguido que el sonido ejerciera una pequeña fuerza acústica y crear un campo de sonido lo suficientemente fuerte como para mover pequeños objetos aumentando el volumen de las ondas ultrasónicas (demasiado agudo para que los humanos las escuchen). Ahora, el nuevo estudio publicado en PNAS, habilita la generación eficiente de campos de sonido con los que mover objetos y realizar procedimientos complejos. 

PNAS

Los expertos, de las universidades de Bristol (Reino Unido) y Navarra (España), creen que este sistema que se utilizará eventualmente para curar acústicamente las lesiones internas o administrar medicamentos a los órganos objetivo. "Ahora tenemos más versatilidad: muchos pares de manos para mover cosas y realizar procedimientos complejos. Se abren posibilidades que simplemente no existían antes", escriben.

Mejores que las pinzas ópticas

El ultrasonido se usa habitualmente en las exploraciones del embarazo y el tratamiento de cálculos renales, ya que puede penetrar de forma segura y no invasiva en el tejido biológico. El novedoso algoritmo controla unos 256 altavoces pequeños, lo que permite crear campos acústicos intrincados, como pinzas, con capacidades similares a las pinzas ópticas, que utilizan láseres para atrapar y transportar micropartículas.

Sin embargo, los expertos afirman que las acústicas tienen la ventaja cuando se trata de operar dentro del tejido humano. Esto se debe a que los láseres solo viajan a través de medios transparentes, lo que dificulta el uso dentro de tejido biológico. Otra ventaja que presentan los dispositivos acústicos es que son 100.000 veces más eficientes energéticamente. "Las pinzas ópticas son una tecnología fantástica, pero siempre están peligrosamente cerca de matar a las células que se mueven. Con la acústica aplicamos el mismo tipo de fuerzas pero con menos energía asociada. Hay muchas aplicaciones que requieren manipulación celular y los sistemas acústicos son perfectos para esto”, explica Bruce Drinkwater, coautor del trabajo.

Para demostrar la precisión de su sistema, los científicos unieron dos esferas de poliestireno milimétricas a un trozo de hilo y usaron las pinzas acústicas para coser este en un trozo de tela. El sistema también puede controlar simultáneamente el movimiento 3D de hasta 25 esferas en el aire. El equipo confía en que la misma metodología podría adaptarse a la manipulación de partículas en el agua en aproximadamente un año y que, poco después, pueda ser adaptada para su uso en tejido biológico.

Las pinzas ópticas, por su parte, se llevaron este año el Premio Nobel de Física, que fue entregado a Arthur Ashkin, Gérard Mourou y Donna Strickland por sus "innovadores inventos en el campo de la física de los láser". De este modo, Strickland se convertía en la tercera mujer en recibir el Nobel de Física en la historia de estos galardones, después de Maria Goeppert-Mayer (1963) y Marie Curie (1903). 

Beatriz de Vera

Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma

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