José Rafael Guzmán Sepúlveda, quien labora en la Unidad Monterrey del Centro de Investigación y Estudios Avanzados (Cinvestav), colaboró en el desarrollo de un sensor que informa en pocos segundos la velocidad de coagulación de la sangre y que fue construido por la Universidad de Florida Central, en Estados Unidos. Este equipo biomédico, que aprovecha haces de luz y sensores ópticos, hace mucho más eficientes las cirugías de corazón, tanto pediátricas como de adultos.

Guzmán Sepúlveda es especialista en sensado óptico con orientación en biofísica y medicina. El sensor de coagulación que ayudó a construir fue patentado por la Universidad de Florida debido a que en ese momento él era estudiante de esa institución. Sin embargo, la experiencia adquirida y logros alcanzados son uno de los fundamentos del trabajo que actualmente realiza como investigador de Cinvestav en este país.

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“Al iluminar las partículas suspendidas de la sangre, el movimiento de los eritrocitos produce fluctuaciones aleatorias de la luz, mismas que pueden ser asociadas a las propiedades reológicas, o comportamiento de deformación del fluido donde se encuentran suspendidos. Así es posible deducir si el ambiente de las partículas es normal o es más rígido, cuando empieza a tener lugar a la coagulación”, explicó el Doctor Rafael Guzmán.

Cambio de paradigma

El origen del sensor rápido de coagulación está relacionado con una inquietud del cirujano cardiaco pediátrico William DeCampli, del Hospital Infantil Arnold Palmer, en Florida.

Tras terminar una cirugía para corregir una malformación genética en el corazón de un recién nacido, el Doctor DeCampli se dio cuenta de que después de la operación no estaba tranquilo, pero no por el resultado del trabajo quirúrgico, sino con la eficacia de una de las tecnologías que se emplean en ese tipo de intervenciones: los sensores de coagulación.

Habitualmente en ese tipo de operaciones, el quirófano reune a cirujanos, enfermeras, anestesiólogos y técnicos perfusionistas, que son los operadores del equipo de bypass. Sin embargo, el día de la operación al recién nacido, el Doctor De Campli había pedido que estuvieran presentes en la cirugía dos personas más, quienes son investigadores especialistas en óptica y dinámica de fluidos complejos: uno de ellos era Aristide Dogariu, de la Universidad de Florida Central y el otro era el entonces estudiante José Rafael Guzmán Sepúlveda.

Su presencia en aquella operación tuvo como objetivo poner en marcha la búsqueda de una alternativa tecnológica para monitorear, prácticamente en tiempo real, el estado de coagulación de la sangre, porque los equipos usados en la actualidad ofrecen resultados en no menos de 15 minutos, llegando a ser incluso cada 50 minutos, dificultando la labor del personal médico en tomar decisiones rápidas.

“El principio del nuevo aparato es similar al de un interferómetro de camino común, donde las señales viajan por un mismo camino óptico, pero usamos fibra óptica para conducir un haz de luz de espectro ancho. La punta de la fibra se introduce en el material a estudiar donde capta la información o luz esparcida, sin que sea susceptible de ruido o perturbaciones externas, como vibraciones mecánicas”, detalló el investigador del Cinvestav Monterrey.

Después de su etapa formativa en la Universidad de Florida Central, Guzmán Sepúlveda siguió trabajando en la implementación de plataformas similares de sensado óptico basado en esparcimiento dinámico de luz, a partir de las cuales ahora ha podido abrir líneas de investigación sobre la composición de aerosoles, la dinámica de sistemas coloidales en ambientes altamente presurizados y, más recientemente, en ciencia básica sobre estudios de dinámica intracelular.

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“En ese caso medimos el movimiento de los organelos dentro de las células de forma pasiva, sin contacto y sin marcadores fluorescentes. Este proceso es una mejora que abre muchas posibilidades para el uso de este sensor”, refirió el mexicano.

Cirugías de corazón requieren de bypass cardiopulmonar

Las cirugías para corregir malformaciones cardiacas congénitas son realizadas, como se conoce en el argot médico, “a corazón abierto”. Estas delicadas intervenciones requieren la realización de una maniobra llamada bypass cardiopulmonar, donde son desconectados el corazón y los pulmones, al tiempo que la sangre es bombeada al resto del cuerpo por una máquina de circulación extracorpórea. Ese proceso conlleva la fricción de este fluido corporal con la tubería de la máquina de circulación extracorpórea, pudiendo dar lugar a la formación de coágulos que ponen en riesgo la salud del paciente. Pese a la administración de anticoagulantes durante la operación, es necesario monitorear el estado de coagulación de la sangre, ya que los químicos empleados para tal fin van perdiendo su efecto.