Un carrier construído con nanotecnología pensando en transportar oxígeno por los vasos sanguíneos que fué un esfuerzo por desarrollar sangre artificial y cuyo fracaso en esta tarea hizo que sustituyeran el agente transportado por toxinas representa una tecnología que cambiará la Medicina de una manera radical, su eficiencia para transportar una toxina a la que la envoltura protectora del VIH es muy sensible la dibuja como un arma demoledora para destruír los rastros de carga viral no solo en sangre circulante o fluídos corporales, esta increíble partícula puede trabajar sobre epitelios diferentes sin grandes límites, epitelios como el vaginal, anal o bucal son objetivos donde se puede llegar con diferentes toxinas, cuya investigación está en pleno proceso y cuyas fronteras son inimaginables. En este artículo publicado en la revista médica Antiviral Therapy se utiliza una toxina existente en el veneno de las abejas que destruye el virus por contacto pero no destruye las células del cuerpo infectado porque las trampas de la partícula solo permiten el ingreso de virus por sus mínimas dimensiones y la ausencia de receptores específicos. Crédito: Walter Núñez MD.
Las nanopartículas (en morado) que llevan melitina (en verde) se fusionan con el VIH (círculos pequeños con anillo exterior enriquecido), provocando la destrucción de la envoltura protectora del virus. Extensiones moleculares (pequeños óvalos rojos) impiden que las nanopartículas dañen las células normales del cuerpo, que son mucho más grandes en tamaño. Crédito: Joshua L. Hood, MD, PhD (Medical Xpress)
Las nanopartículas que transportan una toxina que se encuentra en el veneno de abeja pueden destruir el virus de inmunodeficiencia humana (VIH), dejando a las células circundantes ilesas, han demostrado los investigadores de la Washington University School of Medicine en St. Louis. El hallazgo es un paso importante hacia el desarrollo de un gel vaginal que puede prevenir la propagación del VIH, el virus que causa el SIDA. “Nuestra esperanza es usarlo que en lugares donde el VIH está rampante, la gente podría utilizar este gel como medida preventiva para detener la infección inicial”, dice Joshua L. Hood, MD, PhD, un profesor de investigación en Medicina.
El estudio aparece en la edición actual de la revista Antiviral Therapy.
El veneno de abeja contiene una potente toxina llamada melitina que puede hacer agujeros en la envoltura protectora que rodea al VIH y otros virus. Grandes cantidades de melitina libre puede causar mucho daño. En efecto, además de la terapia anti-viral, el autor principal del artículo, Samuel A. Wickline, MD, el Profesor de Ciencias Biomédicas en J. Russell Hornsby, ha mostrado que las nanopartículas de Melitina cargadas son eficaces en matar células tumorales.
El nuevo estudio muestra que la melitina cargada en estas nanopartículas no daña las células normales. Esto se debe a que Hood añadió extensiones de protección a la superficie de las nanopartículas. Cuando las nanopartículas entran en contacto con las células normales, que son mucho más grandes en tamaño, las partículas simplemente rebotan. El VIH, por otro lado, es incluso más pequeño que la nanopartícula, por lo que el VIH se ajusta entre el extensiones y hace contacto con la superficie de la nanopartícula, en donde la toxina de la abeja espera.
“La Melitina en las nanopartículas se fusiona con la envoltura viral,” dice Hood. “La melitina forma pequeños complejos de ataque semejantes a poros y rompe la envoltura protectora, despojándo al virus de protección.”
Según Hood, una ventaja de este enfoque es que la nanopartícula ataca una parte esencial de la estructura del virus. Por el contrario, la mayoría de los medicamentos contra el VIH inhiben la capacidad del virus para replicarse. Pero esta estrategia anti-replicación no hace nada para detener la infección inicial, y algunas cepas del virus han encontrado maneras de evitar estos medicamentos y reproducirse de todos modos.
“Estamos atacando una propiedad física inherente del VIH”, dice Hood. “Teóricamente, no hay ninguna manera para el virus de adaptarse a esto. El virus tiene que tener una capa protectora, una membrana de doble capa que lo cubre”.
Más allá de la prevención en la forma de un gel vaginal, Hood también ve potencial para el uso de nanopartículas con melitina como terapia para infecciones por el VIH existentes, especialmente aquellas que son resistentes a los medicamentos. Las nanopartículas podrían ser inyectadas por vía intravenosa y, en teoría, serían capaces de limpiar el VIH en el flujo sanguíneo.
“La partícula básica que estamos usando en estos experimentos fue desarrollada hace muchos años como un producto para sangre artificial,” dice Hood. “No funcionó muy bien para la entrega de oxígeno, pero circula de forma segura dentro del cuerpo y nos da una buena plataforma que nos permite adaptarnos para combatir diferentes tipos de infecciones”.
Desde que la Melitina ataca las membranas de doble capa indiscriminadamente, este concepto no se limita al VIH. Muchos virus, como la hepatitis B y C, se basan en el mismo tipo de envoltura protectora y serían vulnerables a las nanopartículas cargadas con Melitina.
Si bien este documento no se orinta en particular a la anticoncepción, Hood dice que el gel puede ser fácilmente adaptado para atacar esperma, así como el VIH. Pero en algunos casos la gente puede desear solamente la protección contra el VIH.
“También estamos viendo esto para parejas en las que sólo uno tiene el VIH, y que quieren tener un bebé”, dice Hood. “Estas partículas por sí mismos son realmente muy seguras para los espermatozoides, por la misma razón que son seguras para las células vaginales.”
Si bien este trabajo hecho en las células se llevó a cabo en un entorno de laboratorio, Hood y sus colegas dicen que las nanopartículas son fáciles de fabricar en cantidades suficientemente grandes para que se suministren para futuros ensayos clínicos. Más información: Hood, J. et al. Cytolytic nanoparticles attenuate HIV-1 infectivity. Antiviral Therapy. Vol. 19: 95 – 103. 2013
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Las bisagras del sistema en el principio es el aprendizaje implícito, en el que tu mente aprende nueva información y patrones, pero de una manera que no recuerdan conscientemente el aprendizaje de la información. Para facilitar este proceso, los investigadores crearon un videojuego sencillo con una interfaz como el juego Guitar Hero. Los participantes en el estudio jugaron el juego, efectivamente aprendieron un conjunto específico de notas / claves que se esconden dentro de la secuencia de juego. Debido a la práctica anterior y la exposición, los participantes entonces obtienen consistentemente un mejor desempeño en su secuencia de teclas específica que otras secuencias de teclas en el futuro, efectivamente se autentican a sí mismos a través del aprendizaje implícito de que había tenido lugar. Es como si todo el mundo tenía una versión diferente de un laberinto y luego, en el futuro, hacen lo mejor en las secciones de un laberinto construido al azar que se ensambla como su laberinto de entrenamiento.
Diseño ultraseguro de contraseñas basadas en subconciente
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Ahora, un equipo de genetistas de la Universidad de Harvard y Johns Hopkins ha desarrollado un nuevo método de codificación de ADN que permite almacenar más información digital que nunca. Hablamos con el investigador principal, Sriram Kosuri para saber porqué el futuro del almacenamiento de datos de archivo está en el código genético, y porqué el nuevo esquema de codificación de su equipo representa un paso tan importante hacia el aprovechamiento potencial de ADN como almacenamiento enorme.
El Problema
La humanidad tiene un problema de almacenamiento. Estudios recientes llevados a cabo por IDC Digital Universe sugieren que la perfusión de la tecnología en la sociedad ha provocado una explosión en el volumen de información que nosotros, como especie producen a diario. Entre fotos, videos, textos, tweets, actualizaciones de Facebook, no solicitadas solicitudes de FarmVille, puestos de Instagram y varias otras formas de producción digital de datos, la información mundial se duplica cada dos años, y que plantea algunas preguntas importantes, siendo el principal de ellos: ¿Donde diablos ponemos todo?
“En 2011 teníamos 1,8 * 1021 bytes de información almacenada y replicada”, explica Sriram Kosuri, genetista de la Universidad de Harvard y miembro de la plataforma de biología sintética del Instituto Wyss, en un correo electrónico a io9. “Para el año 2020 será 50 veces mayor que eso y es un número asombroso;. Y no incluye un conjunto mucho mayor de datos que se desechan (por ejemplo, video feeds)”.
Como Kosuri señala, no toda esta información debe ser almacenada, pero – siendo los pequeños acaparadores diligentes que somos – una buena parte de ella se almacenan en caché en algún lugar para la posteridad, y al ritmo que está generando información tendrán que encontrar nuevas soluciones de almacenamiento, si queremos tener alguna esperanza de mantenerse al día con nuestra demanda de espacio. “Nuestra capacidad para almacenar, administrar y archivar la información tal está siendo constantemente tensas ya”, señala Kosuri. “Sistema de almacenamiento también es un gran problema.”
La solución (Teórica): Las ventajas de almacenamiento de ADN.
El almacenamiento de archivos es donde entra en juego el ADN como medio de almacenamiento, es difícil competir con los componentes básicos universales de la vida. En un artículo publicado en la edición Today de Science, Kosuri – en co-autoría con el genetista Yuan Gao y el pionero en biología sintética George Church – describe una nueva técnica para usar el ADN para codificar la información digital en cantidades sin precedentes. Vamos a llegar a su nuevo método de almacenamiento en la siguiente sección, pero por ahora vamos a ver algunos números que ayudan a contextualizar lo que Kosuri identifica como las dos principales ventajas de almacenamiento del ADN: la densidad de la información y la estabilidad.
En el máximo teórico, un gramo de una sola hebra código genético puede codificar 455 exabytes de información, eso es casi la mitad de mil millones de terabytes, o 4,9 GB * 1011. (Como punto de referencia, la última iPad alcanza un máximo de 64 GB de espacio de almacenamiento.) A las hebras de ADN también les gusta doblarse sobre la parte superior de sí mismas, lo que significa que, a diferencia de la mayoría de los otros medios de almacenamiento digital, los datos no tienen por qué limitarse a dos dimensiones, y ser capaz de almacenar los datos en el espacio tridimensional se traduce en más espacio libre.
El ADN es también increíblemente robusto, y es a menudo legible incluso después de ser expuesto a condiciones desfavorables durante miles de años. Cada vez que los investigadores recuperar la información genética de una muestra de mamut lanudo, o la secuencia del genoma de un 5.300 años de antigüedad momia humana, que es un testamento a la durabilidad del ADN y la vida de los datos, sólo trata de recuperar archivos de un CD de 5.000 años de antigüedad o DVD. Imagínelo, inténtelo con un disco de 20 años de antiguedad, lo más probable es que simplemente no va a poder recuperarlo.
Dicho esto, el ADN tiene sus defectos. “No es regrabable, no es de acceso aleatorio, y es una latencia muy alta”, explica Kosuri “, por lo que realmente su utilidad son las aplicaciones de almacenamiento de archivos (por no minimizar la importancia de los archivos).”
La solución (Práctica)
Para demostrar el enorme potencial de almacenamiento del ADN, Kosuri y su equipo utilizaron apenas por debajo de 55.000 pedazos de 159 nucleótidos de un solo código genético de cadena para codificar un libro de 5,27 megabits, que contiene 53.426 palabras, 11 imágenes jpg y un programa JavaScript. A continuación, procedió a utilizar la próxima generación de técnicas de secuenciación de ADN para leerlo de nuevo. (Para aquellos que necesitan restauración, los nucleótidos son los bloques individuales que, cuando se unen, forman los filamentos de ADN.)
5,27 megabits probablemente no te parece mucho (que sale a unos 660 kilobytes de información, acerca de lo que te encontrarías en un disquete de 3,5 “a partir de los años 80), pero es impresionante por al menos tres razones:
Uno: positivamente aplasta al anterior récord de almacenamiento de ADN de 7.920 bits.
Dos: El nuevo método de codificación empleado por Kosuri y sus colegas les permitió abordar cuestiones de costo y precisión, dos de larga data que enfrentan dificultades técnicas de almacenamiento del ADN:
La razón principal de por qué esto habría sido difícil en el pasado es que es muy difícil construir un gran tramo de ADN con la secuencia exacta, y que sea barato. Tomamos un enfoque que nos permite utilizar tramos cortos de ADN (básicamente por tener una dirección (19 bits) y el bloque de datos (96 bits), por lo que cada tramo corto pueden ser unidas juntas más tarde después de la secuenciación. El uso de tramos cortos nos permitió aprovechar tanto la síntesis de nueva generación [de la escritura de datos] … y secuenciación de próxima generación [] para leer los datos de las tecnologías costo realmente bajo y facilidad.
Tres: Se ofrece una prueba convincente de concepto de que el ADN se puede utilizar para almacenar información digital a densidades notables. “Lo que hemos publicado en términos de escala es … obviamente pequeña en comparación con las tecnologías comerciales ahora”, explica Kosuri, pero “el uso de este método, un petabyte de datos [un petabyte = 1.024 terabytes] requeriría alrededor de 1,5 mg de ADN”. Puesto que la información genética se puede envasar en tres dimensiones, que se traduce en un volumen de almacenamiento de aproximadamente un milímetro cúbico.
La trama logarítmica que aparece aquí ilustra cómo la densidad de almacenamiento que demuestra Kosuri y su equipo (con la etiqueta “Este trabajo”) se compara con las tecnologías de hoy y del mañana. Lo que realmente debería simplemente hacer referencia a la gráfica, pero para resumir: El DNA gana por goleada.
“Por ejemplo”, explica Kosuri, “estamos ~ 10 órdenes de magnitud (100 mil millones veces) más densa que la de un CD, un millón de veces más densa que las mejores tecnologías de almacenamiento comercial, y alrededor de ~ 1000 veces más denso que el [otro ] prueba de concepto de trabajo (por ejemplo, átomos de posición sobre una superficie). ” Se dice que el secreto a la superioridad del ADN se remonta al hecho de que se puede almacenar seco en tres dimensiones; “por lo tanto no hay ninguna superficie que requiere un espesor, que realmente mata a la densidad de datos 3D.”
El Futuro
Almacenamiento del ADN tiene sus limitaciones. Como he dicho antes, no es regrabable, y no es de acceso aleatorio. Su latencia es también demasiado alto para que sea práctico para cualquier cosa que no sea el almacenamiento de archivos, pero ya hemos demostrado que estamos en extrema necesidad de espacio para archivar, de todos modos. Los únicos otros grandes factores limitantes, en la actualidad, son la síntesis y las tecnologías de secuenciación – y los que no serán un problema por mucho tiempo.
Según Kosuri, los costos de la síntesis de ADN y la secuenciación han estado cayendo mucho más rápido que la ley de Moore. En la sección de información suplementaria de su papel, Kosuri y sus colegas imaginan lo que un petabyte de almacenamiento requeriría, desde el punto de vista de la síntesis y los costos de secuenciación, y la conclusión de que se necesita un orden más o menos 6 de la caída de magnitud en la secuenciación y 7 – 8 en la síntesis de los medios de almacenamiento de esa capacidad de ser factible.
“Para dar perspectiva”, explica Kosuri “, los costos han venido disminuyendo durante los últimos 5-10 años a la fecha por 10 veces y 5 veces para la secuenciación y síntesis, respectivamente.” En otras palabras, esta tecnología está a la vuelta de la esquina. ¿Estás listo para la unidad de ADN?
Los resultados de los investigadores se han publicado en el último número de Science.
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Un interesante artículo de New England Journal of Medicine lamenta el estado muy malo de los registros médicos electrónicos:
It is a widely accepted myth that medicine requires complex, highly specialized information-technology (IT) systems. This myth continues to justify soaring IT costs, burdensome physician workloads, and stagnation in innovation — while doctors become increasingly bound to documentation and communication products that are functionally decades behind those they use in their “civilian” life.
Even as consumer IT — word-processing programs, search engines, social networks, e-mail systems, mobile phones and apps, music players, gaming platforms — has become deeply integrated into the fabric of modern life, physicians find themselves locked into pre–Internet-era electronic health records (EHRs) that aspire to provide complete and specialized environments for diverse tasks. The federal push for health IT, spearheaded by the Office of the National Coordinator for Health Information Technology (ONC), establishes an information backbone for accountable care, patient safety, and health care reform. But we now need to take the next step: fitting EHRs into a dynamic, state-of-the-art, rapidly evolving information infrastructure — rather than jamming all health care processes and workflows into constrained EHR operating environments.
Dada la naturaleza altamente tecnológica, eminentemente consumista y ultra capitalista (debido a los Seguros médicos astronómicos) de la realidad estadounidense no es posible extrapolar esto a otras realidades, pero la crisis en ideas es una realidad. Particularmente pienso que la globalización de las grandes transnacionales de las TI en el mundo empezando con Google han diseminado muchas posibilidades en lo que se refiere a compartir conocimiento e información, era solo tiempo que las bases de datos limitadas de los EHRs empiecen a considerarse obsoletos, muchas veces más fácil resulta utilizar el Facebook como registro médico electrónico o el mismo Gplus.
Nuestra realidad latinoamericana en conceptualización de este problema está muy atrasada, las decisiones se basan en experiencias externas por lo que la selección de la tecnología será igualmente tomada 10 años atrás, no siendo esta una decisión errada, sencillamente la que menos responsabilidad en el futuro cercano recargará sobre el profesional que la tome, pero con la lamentable verdad que en el futuro no cercano será económicamente muy costosa.
Dr. Walter Núñez
Informática Médica USMP
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Consiste en someter al paciente a ondas de ultrasonido de choque que provienen de 360 grados a la redonda, provocando calor en un punto específico milimétricamente, una termólisis selectiva inducida por el ultrasonido a altísima frecuencia, podemos ir avanzando hasta provocar la termólisis de todo el tumor sólido como un Hepatocarcinoma por ejemplo, todo gracias a la navegación que nos proporciona la Resonancia Magnética y la reconstrucción en 3D.
La tecnología HIFU ha sido investigada como una herramienta para el tratamiento del cáncer desde hace muchas décadas, pero sólo ahora está empezando a emerger como una alternativa potencial a las terapias convencionales. En los últimos años, los ensayos clínicos han evaluado la eficacia clínica de un número de dispositivos en todo el mundo. En Oxford, Reino Unido, se esta utilizando el sistema de JC HIFU (Empresa HAIFU Tecnología, Chongqing, China) en los ensayos clínicos desde noviembre de 2002. Este es el primer informe de su uso clínico fuera de China continental. El dispositivo es no invasivo, y emplea un transductor de operación extracorpórea en 0,8 a 1,6 MHz (12-15 cm de apertura, distancia focal de 9-15 cm), que opera clínicas en el ISP (campo libre) de 5.15 KW cm-2. Los objetivos de las pruebas son para evaluar la seguridad y el rendimiento del dispositivo. Los resultados se están evaluando a través de dos protocolos paralelos: Uno emplea evaluación radiológica de la respuesta con el uso de seguimiento por resonancia magnética y ultrasonido con microburbujas de contraste. En el otro, la evaluación histológica se hizo después de la resección quirúrgica electiva de los tumores tratados con HIFU. Once pacientes con tumores hepáticos han sido tratados con HIFU hasta la fecha. Los eventos adversos incluyen dolor transitorio y quemaduras leves de la piel.
Los nuevos desarrollos HIFU contemplan la Telecirugía HIFU donde se puede operar el sistema remotamente.
Este fué uno de mis sueños hecho realidad.
Dr. Walter Núñez
USMP Perú
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Las tecnologías Órgan-on-a-chip tratan de sustituir los modelos animales y cultivos celulares, permitiendo a los científicos estudiar los tejidos humanos con la estructura tridimensional y con canales de microfluidos, que se bañan en fluidos de forma que imitan la fisiología normal.
Científicamente hablando, el sujeto ideal para la investigación médica es el ser humano, pero por obvias razones, se recurre a la siguiente mejor opción: la experimentación en animales. Esta es una tendencia relativamente nueva en los laboratorios de investigación, sin embargo, busca reducir la brecha entre el sujeto ideal humano y las barreras éticas. Los investigadores están utilizando tejido humano para crear dispositivos que imitan las realidades tridimensionales de órganos. Estas tecnologías “órgan-on-a-chip” no sólo podrían acabar con los modelos animales que han demostrado ser decepcionantemente poco fiables, también por su facilidad de uso y asequibilidad podrían acelerar el proceso del descubrimiento de fármacos.
El más nuevo de ellos, el Gut-on-a-chip, trata de imitar la fisiología, la estructura y la mecánica de los intestinos humanos. Es aproximadamente del tamaño de una unidad de memoria y contiene una cámara central que alberga una membrana flexible, porosa y revestida con células epiteliales humanas intestinales produciendo una barrera intestinal artificial, incluso puede albergar a los microbios que normalmente son abundantes en el lumen del intestino nuestro. No sólo el chip 3D imita la anatomía de órganos, la membrana se controla con una bomba de vacío para producir los movimientos peristálticos que se producen durante la digestión.
Aunque el Gut-on-a-chip aún no está listo para su uso generalizado, que podría proporcionar una manera relativamente barata para estudiar los trastornos intestinales como la colitis ulcerosa y enfermedad de Crohn, la seguridad y la eficacia de cualquier tratamiento para los trastornos de la flora intestinal podría ser probado en el chip.
El uso de modelos animales en busca de nuevos objetivos farmacológicos o medir los efectos de los medicamentos existentes puede ser costoso y requerir mucho tiempo; lo que es peor, ya que la FDA informó que nueve de diez ensayos clínicos como resultados de los modelos animales se traducen mal durante las pruebas en humanos. La otra gran práctica, la experimentación con cultivos de células humanas, está lejos de ser ideal, ya muchas líneas de células se han vuelto cancerosas para que proliferen indefinidamente. Lo que obtienes es un recurso práctico de células y abundante, pero las células tienen una fisiología muy diferente que las células en el cuerpo humano.
La creación de un sistema fisiológicamente más representativo – para no mencionar más barato – es exactamente lo que motivó el Dr. Donald Ingber, el director fundador del Instituto Wyss de Ingeniería Inspirada Biológicamente en Harvard, para que el Gut-on-a-chip.
Los científicos esperan algún día crear suficientes tecnologías de chips que imitan los órganos para acabar con un human-on-a-chip y poner fin a la necesidad de modelos animales.
El esfuerzo para mejorar los modelos animales imperfectos y costosos ha llevado a otros investigadores a buscar una solución basada en biochips. Stephen Quake de la Universidad de Stanford ganó recientemente el prestigioso premio Lemelson-MIT – también conocido como el “Oscar” – para los inventores, por un chip lleno de canales de microfluidos, bombas y válvulas que puede realizar 10.000 mediciones simultáneas por minuto. El Dr. Fearghal Morgan y otros en la Universidad Nacional de Irlanda, Galway han llegado con el chip electrónico EMBRACE que imita el funcionamiento y la estructura de la función cerebral.
Otros están tratando de hacer sus propios chips del tamaño de los órganos también. El Dr. Kevin Parker, también en Wyss, ha desarrollado un heart-on-a-chip con ingeniería de células del músculo cardíaco para estudiar la función del corazón y las respuestas de drogas, y el grupo Kahp-Yang Suh de la Universidad Nacional de Seúl hizo un kidney-on-a-chip que combina los cultivos de células tubulares renales y los microfluidos para estudiar cómo las presiones de fluidos y el estrés afectan la función renal, y cómo las hormonas regulan esa función.
Y el Gut-on-a-chip de Ingber no es su primera incursión en las tecnologías que imitan un órgano que pueda entrar en su bolsillo, el grupo ha producido un lung-on-a-chip que utiliza una membrana elástica recubierta con tejido epitelial de los pulmones para simular un pulmón. Si todo va bien, los científicos utilizarán el sistema para estudiar la respuesta inmune del pulmón en contra de las nanopartículas de sílice, que están siendo considerados como un sistema de suministro de fármacos.
Imágenes: Instituto Wyss laboratorio en un chip, y el Instituto Wyss a través de Reuters TV
]]>Tecnología BAN:
Anteriormente, la monitorización del paciente por lo general consistía en varios sensores conectados al cuerpo, así como una unidad de procesamiento a través de cables difícil de manejar. Con una multitud de cables la actividad del paciente y el nivel de comodidad, por no hablar de los resultados obtenidos, tenían a menudo un impacto negativo. Con el avance de la tecnología inalámbrica, se han incrementado la eficiencia.
En la primera figura se ilustra una BAN inalámbrica típica. Una red de sensores se coloca cerca del cuerpo humano o para su implantación en algunos tejidos que permitan la recogida de determinados datos fisiológicos. Esto permite al médico especialista monitorizar continuamente los datos fisiológicos de salud de un paciente, independientemente de la ubicación geográfica.
La señal detectada puede controlar varios tipos de medidas médicas, como la electroencefalografía (EEG), electrocardiograma (ECG), electromiografía (EMG), temperatura de la piel, conductancia de la piel, o electro-oculograma (EOG). Cada uno de estos sensores transmiten la información recogida de forma inalámbrica a una evaluación externa, que al instante se transmite toda la información en tiempo real a las instalaciones del médico, o a un servidor específico. Los sensores utilizados en la BAN requieren la detección precisa de un cierto nivel de procesamiento de señales, así como algunas funciones inalámbricas. Estos sensores pueden ser transmisores o receptores solamente, que es un factor determinante para las características de esta red.
Los sensores utilizados en la BAN se clasifican en dos categorías principales:
1.- La BAN inalámbrica que se encuentra en las cercanías del cuerpo. Se compone de sensores de bajo costo, peso ligero y en miniatura que permiten a largo plazo de vigilancia de salud ambulatoria, por lo tanto, proporcionar una actualización periódica del estado de salud del paciente. Las BAN inalámbricas se utilizan principalmente para la monitorización fisiológica.
2.- Una BAN implantable se encuentra dentro de los tejidos del cuerpo humano. Las BAN implantables pueden utilizar biosensores y a diferencia de BANS inalámbricas, se utilizan para algo más que de control. La BAN implantable representa una propuesta muy recomendable para problemas de salud como el manejo de la diabetes, que actualmente se basa en datos obtenidos a través de pinchazos el dedo del paciente para obtener la sangre que se aplica a las tiras de prueba. Además de ser un procedimiento doloroso, este método no es capaz de reflejar la dirección general, las tendencias y patrones asociados con hábitos de vida del paciente. Las BAN implantables son ampliamente utilizadas en aplicaciones tales como la administración de fármacos a través de una micro-bomba o un micro-puerto, insulina, etc.
Requisitos del nodo BAN.-
Los retos del diseño de las BANS pueden resumirse en lo siguiente:
• Factor de forma: Tamaño y peso son muy cruciales para los sensores BAN, ya que afectan directamente el nivel de comidad del paciente. Los nodos más pequeños y menos visibles son los que probablemente menos van a introducir restricciones en las actividades del paciente. Teniendo en cuenta los tipos de poblaciónes a los que están siendo dirigidas por las BANS, la facilidad de uso es un factor muy importante para la adopción de tecnología BAN.
• Consumo: El consumo actual representa un desafío fundamental en el diseño de los nodos de BAN. La necesidad de reemplazar o recargar las baterías no es deseable para los nodos inalámbricos, y es totalmente inaceptable para todos los nodos implantables.
• Confiabilidad: Cuando se trata de aplicaciones médicas, es imperativo que el sistema proporcione una gran precisión de los datos y fiabilidad con el fin de no poner en peligro al paciente. Por lo tanto, la precisión y la fiabilidad son dirigidas tanto a nivel de transmisión, de detección y conexión inalámbrica.
• Seguridad: Para proteger la privacidad del paciente y evitar la piratería en la red, los nodos BAN también deben ser seguros.
• Inteligencia: El nivel de capacidad de procesamiento de señales se determina por la cantidad de inteligencia que el nodo puede mostrar. Los nodos son cada vez más inteligentes con el uso de procesadores de avanzada y de alta integración.
Normas de Nodos de Redes de área corporal:
| Estándares | Óptimos en este uso |
| Bluetooth | Vínculos de voz |
| ZigBee | Sensores industriales, Grilletes inteligentes, energía inteligente |
| Wi-Fi | Redes de datos |
| ANT | Consumo bajo de energía, pero con alto pico de corriente. |
| BLE | Consumo bajo de energía,pero con alto pico de corriente. |
Una BAN se puede implementar utilizando varias normas existentes inalámbricas como Bluetooth, ZigBee, Wi-Fi, ANT o BLE. Estas normas ya existen, sin embargo, no se han optimizado para las aplicaciones de BAN. Llevan una sobrecarga significativa, ya que fueron diseñados con otras aplicaciones en mente. Por lo tanto, generalmente no cumplen con los requisitos de consumo de potencia máxima. Esta tabla describe los diferentes estándares utilizables y aplicaciones para las que se han optimizado:
Los sistemas BAN también se pueden implementar utilizando soluciones propietarias de diferentes proveedores. Sin embargo, los diferentes sistemas utilizan diferentes frecuencias de operación y no podrán ser interoperables. Aunque carece de la interoperabilidad de las soluciones propietarias se permite soluciones adaptadas a las necesidades de uno.
Para desarrollar un estándar de comunicaciones que está optimizado para dispositivos de baja potencia adecuada para aplicaciones BAN y las operaciones, el IEEE ha lanzado el IEEE 802.15 Task Group 6 (BAN), conocido como estándar IEEE 802.15.5. IEEE 802.15.6 presenta varias ventajas en comparación con las normas vigentes. Además de centrarse en la distancia corta y de bajo costo, de baja complejidad y bajo consumo de corriente. La norma IEEE 802.15.6 define la capa PHY, el protocolo MAC, y las capas de seguridad.
La siguiente figura describe el panorama de la arquitectura IEEE 802.15.6. Se compone de una capa PHY, un común MAC, y la capa de seguridad. La capa física se divide en tres bandas de frecuencia para hacer frente a la velocidad de datos diversos que requieren las exigencias impuestas por las aplicaciones médicas y de consumidor. Estas son de banda estrecha, banda ultra ancha, y la banda de la comunicación en cuerpo humano. Se dirige a una distancia de tres metros, mientras que admite velocidades de datos que varían entre 100 kbps y 1 Mbps, con un consumo máximo de 3 mA. El protocolo MAC se define para controlar el acceso al canal. La norma también define tres niveles de seguridad: nivel 0, la comunicación no segura, nivel 1, sólo la autenticación y el nivel 2, para la autenticación y el cifrado.
Conclusión:
Las redes inalámbricas de área corporal han cobrado impulso en los últimos años por varios factores. Con la aparición de la IEEE 802.15.6, el mercado médico BAN se espera que crezca significativamente. Los factores clave serán las aplicaciones como la monitorización del paciente, y algunas otras aplicaciones no médicas, tales como la automatización del hogar, la agricultura o la supervisión de la infraestructura.
Referencias
• Para obtener más información acerca de las BANS médicas, visite: www.ti.com, iboun sylla
Los seres vivos pueden auto-replicarse , pero los materiales artificiales generalmente no lo hacen. Al menos no hasta ahora .
Investigadores de la Universidad de Nueva York dirigidos por Paul Chaikin han encontrado una manera de usar el ADN para formar moléculas sintéticas que se reproducen. La técnica proporciona a los científicos una herramienta para crear combinaciones diferentes en el ADN que no están necesariamente disponibles en la naturaleza. Abre miles de millones de posibilidades para la creación de materiales completamente nuevos e incluso máquinas moleculares. Chaikin y su colegas publicaron sus resultados en la revista Nature de esta semana.
En el interior de una célula viva , las enzimas dividen la escalera del ADN como molécula de doble hélice a la mitad , dejando solo dos cadenas de nucleótidos. Las enzimas luego añaden nuevos nucleótidos a cada mitad con el fin de crear una copia idéntica . Donde había una doble hélice del ADN , ahora hay dos. La célula utiliza el ADN copiado para realizar una función biológica , tales como construcción de una proteína , por ejemplo. Esta réplica es crucial para que una forma de vida para existir y sobrevivir .
En este caso, los investigadores crearon dos “tejas” moleculares ligeramente diferentes cada una hechas de 10 hebras de ADN.
A continuación, se sembró una solución con una serie de siete “tejas”. La cadena fué catalizada en la solución e instruyó a las moléculas para formar un mosaico complementario de siete secuencias – un duplicado del original. Esta "descendencia" se utilizó para crear un duplicado y subsiguientes duplicados .
A pesar de que estas cadenas en particular se han diseñado como una prueba de principio , sin ninguna aplicación práctica en mente , la técnica podría permitir hacer crecer y cultivar estructuras más útiles de forma rápida y fácil , dice Chaikin y su colega Ned Seeman . Otras moléculas con propiedades útiles o nuevas propiedades , se podría unir a las “tejas” de ADN . El mismo ADN podría actuar como un andamio , organizando las otras moléculas en la estructura deseada, y luego la creación de más y más copias .
Indudablemente el camino de los Nanorobots que se multiplican solos está vislumbrándose.
SOURCE: NATURE
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A continuación traduzco el artículo publicado en Gawker.com sobre Steve Jobs y su cáncer, A MANERA DE INTRODUCCIÓN diré que las creencias populares sobre Medicina alternativa siempre agravan los cuadros que no tienen razón de ser tan graves como cuando acuden por fin a la asistencia médica, siempre hay una negación a creer en la dureza de la Medicina convencional, una afición a creer en remedios indefendibles o gente que pulula promoviendo terapias alternativas sin efecto alguno, o exagerando efectos de Medicinas Alternativas que tiene un efecto, pero no son la Panacea Universal para tratar todos los males.
Steve Jobs tuvo una forma leve de cáncer que generalmente no es fatal, pero parece que cedió a su propia muerte al retrasar el tratamiento convencional en favor de los remedios alternativos, un investigador de la Harvard Medical School y miembro de la facultad de Medicina, dice: La no docilidad de Jobs, a menudo su mayor activo, puede haber sido su perdición.
“Déjenme ir al grano: Jobs supuestamente eligió someterse a todo tipo de opciones de tratamiento alternativas antes de optar por la medicina convencional”, escribió Ramzi Amri en un Artículo extraordinariamente detallado de Quora, un foro en línea popular de preguntas y respuestas entre los ejecutivos de Silicon Valley. “Dadas las circunstancias, parece razonable asumir que la elección de Mr. Jobs por la medicina alternativa ha llevado finalmente a una muerte temprana innecesariamente.”
Amri llegó a decir que, incluso después de entrar en la atención médica convencional, el CEO de Apple parecía evitar las formas más prácticas de tratamiento. Al abordar el período en que Jobs comenzó a bajar visiblemente de peso, Amri escribió: “parece que incluso en esta fase recurrente, Jobs optó por dedicar su tiempo a Apple como la enfermedad avanzaba, en lugar de optar por la quimioterapia o el tratamiento convencional. “
Cuando nos pusimos en contacto con Amri a su dirección de correo electrónico de la Escuela de Medicina de Harvard para verificar el artículo vimos publicado que él es un investigador en el departamento de cirugía en la Facultad de Medicina e investigador en el Massachusetts General Hospital, Amri enfatizó: “Yo escribí en el artículo a título personal y es mi opinión personal. ” En Quora, Amri expresó su “profundo respeto” por Jobs y que “yo no pretendo saber nada sobre el caso a nivel personal y nunca he participado en el cuidado de Jobs. Baso todas mis cifras de cáncer en mi propia investigación o las fuentes de la investigación biomédica que conozco … he hecho Un año y medio de investigación sobre el tipo de tumor que afectó a Steve Jobs y algunas opiniones decisivas sobre su caso. “
De acuerdo con un artículo de Fortune 2008, Jobs durante nueve meses intentó “métodos alternativos para tratar su cáncer de páncreas, con la esperanza de evitar [una] operación a través de una dieta especial.” La dieta vegetariana budista, tomó este enfoque desde el momento en que fue diagnosticado en octubre de 2003 hasta al menos finales de julio de 2004, cuando se sometió a cirugía en la Stanford University Medical Center.
Para entonces, el cáncer fue tan lejos en el cuerpo de Jobs que tuvo que perder su páncreas y el duodeno en un “procedimiento de Whipple”. El cáncer también se extendió a todas las partes principales de su hígado. “La única razón por la que tuvo un trasplante”, escribió Amri, “sería que el tumor invadió todas las partes principales del hígado, que toma un tiempo considerable.” Amri dijo que el procedimiento de Whipple y trasplante de hígado fueron señales claras de que el cáncer estaba fuera de control y debería haber sido detenido antes.
La condición podría haber sido cortada de raíz si Jobs hubiera actuado de inmediato. Manifiesta trabajos de cáncer en los tumores neuroendocrinos, que suelen ser mucho menos letal que el “adenocarcinoma de páncreas”, que representan el 95 por ciento de los casos de cáncer de páncreas. Amri dijo que tumores neuroendocrinos son tan “leves” que …
“En mi serie de pacientes, para muchos subtipos, la tasa de supervivencia era tan alta como 100% más de una década … Hasta un 10% de las personas que se les realizó la autopsia en la población general se ha informado que tienen uno de estos sin haber tenido jamás ningún síntoma durante su vida. Hasta el 30% de los detectados GEP-NET están tan bien diferenciadas que no son estrictamente cáncer “.
Pero incluso “el cáncer más inocente” debe ser eliminado rápidamente, por lo que los hombres mayores siempre se hacen screenings sobre detección de cáncer de colon, los tumores de cáncer de colon se cree que comienzan como pólipos extraíbles. En el caso de Jobs, la extirpación quirúrgica podría haber salvado si se realizaba a tiempo, implica Amri. Él escribió:
“En muchos casos, una enucleación simple (sólo cortar el tumor con un margen de seguridad alrededor de él) es suficiente y no deja residuos de efectos secundarios.”
El investigador del cáncer hizo sus comentarios acerca de Jobs porque estaba buscando una lección en su caso. Los médicos deben enfrentarse a la interrogante ética de ser incapaces de tratar a los pacientes debido a que han ejercido su libertad de rechazar la ciencia médica.
Pero también hay, por suerte, una lección mucho más clara y más fácil para los pacientes en la experiencia de Jobs: No pierdas el tiempo, no pierdas el tiempo haciendo caso omiso de consejos para los exámenes de detección, no pierdas el tiempo ahogándote en la investigación acerca de tu condición, y no pierdas el tiempo retrasando el tratamiento recomendado por los médicos en los “saltos” de que otra cosa va a funcionar.
“Vimos que el tumor lentamente drenaba su vida”, escribió Amri sobre Jobs. “Fue una cosa horrible verlo bajar de peso y poco a poco convertirse en una forma de piel y huesos en sí mismo.”
Que, al final, puede ser la razón más convincente para perdonar a los CEO brillantes sus muchos defectos: De todas las personas que sufrieron en el lado oscuro de su toma de decisiones, testarudo, iconoclasta, que fue el propio Jobs, parece haber pagado el precio más alto .
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