Las réplicas virtuales de órganos, también conocidas como gemelos digitales, son tan exactas y personalizadas que pueden predecir la reacción a los tratamientos, y facilitan los "tiros de precisión" contra las enfermedades, para mejorar la salud de los pacientes.
Los digital twin (en inglés) son modelos tridimensionales y funcionales que representan con precisión la anatomía, fisiología y patología de un órgano real. Se construyen utilizando una combinación de imágenes médicas, datos clínicos y simulaciones computacionales de un paciente. (1)
Con la fabricación de esta réplica virtual personalizada se puede predecir y entender el comportamiento de un órgano. Debido a que ofrecen un sinfín de posibilidades para revolucionar el desarrollo de tratamientos, son grandes aliados en el avance de la ciencia médica.
Ataque en dos flancos: cirugía y fármacos
Los gemelos digitales o digital twin ayudan a los especialistas de la salud a atacar a las enfermedades en dos principales flancos: la cirugía y el desarrollo de fármacos.
Estos modelos virtuales ayudan en el antes, durante y después de la intervención quirúrgica.
En el antes, son útiles en la planificación prequirúrgica de alta precisión. Los cirujanos pueden realizar simulaciones virtuales de operaciones en réplicas virtuales de los órganos de los pacientes, optimizando la exactitud, la seguridad y los resultados de las intervenciones. (2)
Un ejemplo de ello es la simulación del flujo sanguíneo en aneurismas cerebrales. Las réplicas virtuales de cerebros se utilizan para simular el flujo sanguíneo en aneurismas, lo que permite a los neurocirujanos planificar intervenciones endovasculares más precisas.
Con esta práctica virtual fielmente apegada a la realidad, se consigue que durante la operación, el cirujano tenga un mayor expertise y realice un mejor trabajo.
En el periodo posoperatorio, son usados para el desarrollo de prótesis personalizadas. Para ejemplificar esto, mencionaremos las réplicas virtuales de articulaciones que se ajustan perfectamente a la anatomía del paciente, mejorando la comodidad y la función de este sustituto artificial de la parte del cuerpo faltante.
Medicamentos que dan "en el blanco"
Las réplicas virtuales están acelerando el desarrollo de tratamientos, ya que para probar los nuevos desarrollos y fármacos, no necesitan esperar para aplicarlos en ensayos clínicos con animales o humanos, lo que reduce el tiempo y la necesidad de usar seres vivos para pruebas.
Los gemelos digitales personalizados posibilitan predecir cómo reaccionará un órgano individual a diferentes tratamientos, permitiendo a los médicos diseñar terapias más efectivas y seguras para cada paciente.
Un ejemplo de ello, son los medicamentos para enfermedades cardíacas probados en réplicas virtuales de corazones, que se utilizan para evaluar la eficacia de nuevos medicamentos para este tipo de afecciones.
En Europa, existen ejemplos de impresión 3D ultra realista, que con el uso de la tecnología han replicado biomodelos que simulan el comportamiento de diferentes tejidos, texturas o patologías del tipo vasos sanguíneos, huesos u órganos blandos que son obtenidos a partir de resonancias magnéticas o tomografías. (3)
El futuro de las réplicas virtuales de órganos en el desarrollo de tratamientos es sumamente prometedor. Con el avance de la tecnología, la superación de los desafíos actuales y la inversión en investigación, estas se convertirán en herramientas esenciales para la medicina personalizada, el desarrollo de nuevos tratamientos y la mejora de la atención al paciente.
Referencias:
1) Building digital twins of the human immune system: toward a roadmap. Laubenbacher, R., Niarakis, A., Helikar, T., An, G., Shapiro, B., Malik-Sheriff, R. S., Sego, T. J., Knapp, A., Macklin, P., & Glazier, J. A. (2022). Npj Digital Medicine, 5(1), 1–5. Consultado en: https://doi.org/10.1038/s41746-022-00610-z
2) Digital Twin. Sciencedirect.com. Recuperado el 23 de abril de 2024, de https://www.sciencedirect.com/topics/computer-science/digital-twin
3) Tecnología, A. (2020, septiembre 23). Impresión 3D para replicar órganos. AIJU. https://www.aiju.es/2020/09/23/impresion-3d-para-replicar-organos/
