El investigador del Instituto Politécnico Nacional (IPN), Christopher René Torres San Miguel, diseñó y fabricó un electrodo de Estimulación Cerebral Profunda (ECP) para mejorar los síntomas y la calidad de vida de los pacientes con Enfermedad de Parkinson (EP).
La Enfermedad de Parkinson es un trastorno neurodegenerativo que afecta principalmente el movimiento de las personas que la padecen, causa temblores, rigidez, lentitud en los movimientos y problemas con la postura y el equilibrio. Se estima una prevalencia de 8.5 millones de casos y un incremento del 81 por ciento del año 2000 a la fecha. En ese mismo periodo ha ocasionado 329 mil muertes, lo que representa un incremento de más del 100 por ciento.
ALTERNATIVA ESPERANZADORA.
Ante este panorama, la Estimulación Cerebral Profunda (ECP) se presenta como una técnica quirúrgica prometedora. Consiste en implantar un electrodo en zonas específicas del cerebro para enviar señales eléctricas que ayudan a reducir los síntomas del Parkinson.
Un electrodo es un dispositivo que transmite impulsos eléctricos. En el caso del Parkinson, se inserta cuidadosamente en el cerebro para estimular áreas que controlan el movimiento para restaurar parte de su funcionamiento natural.
Para lograr buenos resultados, es crucial que estos electrodos estén hechos de materiales que no generen rechazo en el cuerpo y que sean capaces de enviar señales eléctricas con precisión. De ahí la importancia de innovar en los métodos de fabricación y en los materiales utilizados.
MATERIALES QUE CUIDAN EL CEREBRO.
La investigación del doctor Christopher René Torres San Miguel, de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ESIME), Unidad Zacatenco, se centra en mejorar estos electrodos para que sus componentes internos —los núcleos conductores— estén recubiertos con materiales altamente biocompatibles. Es decir, materiales que el cuerpo humano acepta sin generar reacciones adversas, como inflamación o cicatrización excesiva.
Mientras que muchos electrodos comerciales utilizan metales como el platino o el iridio, el desarrollo de Torres San Miguel emplea plata como núcleo conductor, recubierta con silicona médica y acero inoxidable quirúrgico. Esta combinación no solo garantiza buena conducción eléctrica, sino también una excelente compatibilidad con el tejido cerebral.
La innovación también está en el diseño. “A diferencia de los electrodos convencionales, este modelo puede personalizarse en tamaño, forma y número de puntos de contacto según las necesidades de cada paciente. Esto lo vuelve más seguro y preciso al momento de estimular las regiones afectadas del cerebro”, aseguró el doctor politécnico.
FABRICACIÓN A LA MEDIDA.
Para construir estos dispositivos, la industria del plástico ofrece varios métodos. Uno de los más usados es el moldeo por inyección, un proceso similar al que se usa para hacer piezas de plástico como juguetes o componentes electrónicos. Consiste en calentar un material hasta que se vuelve líquido, inyectarlo en un molde con la forma deseada y dejarlo enfriar para que solidifique. Esto permite obtener piezas complejas con gran precisión y a bajo costo.
En el caso de los electrodos, este método se combina con impresión 3D para fabricar moldes específicos que permiten controlar el grosor, longitud, número de contactos eléctricos y tipo de recubrimiento. Por ejemplo, uno de los logros de esta investigación fue fabricar electrodos flexibles con un diseño interno de cinco anillos de contacto, unidos por cuatro hilos de plata. Este tipo de configuración permite una estimulación más enfocada y adaptable.
TECNOLOGÍA PERSONALIZADA.
El desarrollo también considera las nuevas tecnologías que permiten ajustar los impulsos eléctricos de manera remota o incluso por el propio paciente. Así, el tratamiento se vuelve más eficiente y se adapta a los cambios en los síntomas del Parkinson a lo largo del tiempo.
Además, se utilizan modelos computacionales para predecir cómo responderá el cerebro al tratamiento antes de implantar el dispositivo, lo que permite una planificación más precisa y segura.
INNOVACIÓN MEXICANA.
Una de las aportaciones más destacadas del politécnico es la comparación de dos técnicas distintas para moldear estos dispositivos: la colada en frío y la colada a alta temperatura. Ambas buscan optimizar la forma y el desempeño del electrodo, pero tienen diferencias clave.
“La colada en frío utiliza temperaturas más bajas y es más sencilla, aunque menos precisa. Por el contrario, la colada caliente —con temperaturas más elevadas— permite obtener electrodos con mejor definición, menos imperfecciones y dimensiones más exactas. Esta precisión es vital para evitar dañar el tejido cerebral durante la cirugía”, detalló el politécnico.
RETOS A RESOLVER.
Aunque el objetivo es llegar a fabricar electrodos de 0.2 mm (micras) de grosor —que es el tamaño ideal para minimizar daño al tejido cerebral—, hasta ahora se ha logrado producir modelos de 0.6 mm. Para acercarse a esa meta, se han diseñado moldes específicos que permitirán reducir el tamaño sin comprometer la resistencia ni la funcionalidad del dispositivo.
“Otro punto importante es que los electrodos desarrollados son completamente flexibles. Durante la cirugía, se introducen dentro de una cánula que les da la rigidez necesaria para insertarse con precisión. En su interior pueden colocarse entre cuatro y seis hilos de plata, depende el tipo de estimulación que se requiera”, afirmó Christopher René.
Si bien la técnica de colada en frío todavía presenta desafíos —como la aparición de rebabas o pequeñas impurezas— ya se han definido parámetros de diseño que facilitarán su fabricación a gran escala.
Con esta investigación, México avanza hacia el desarrollo de dispositivos médicos de alta tecnología, accesibles y adaptables a las necesidades reales de los pacientes para ofrecer una luz de esperanza a quienes viven con la EP.