Un metal líquido para reparar nervios

Por Francisco R. Villatoro, el 6 mayo, 2014. Categoría(s): Ciencia • Medicina • Noticias • Science ✎ 3

Dibujo20140506 schematic diagram transected sciatic nerve reconnected by liquid metal - arxiv org

El término metal líquido recuerda al Terminator T-1000. Una aleación de galio, indio y estaño (GaInSn) es un metal líquido a temperatura ambiente y un buen conductor eléctrico. Cuando un nervio periférico se corta, ambos extremos crecen a una tasa de un milímetro por día. Si acaban coincidiendo reparan de forma natural la conexión nerviosa. Para ayudar a este proceso se puede utilizar un implante cilíndrico. Usar un metal líquido tiene la ventaja de que, cuando el nervio se ha reparado, se puede extraer del cuerpo usando una simple jeringa.

El sistema ha sido demostrado con éxito utilizando el nervio ciático de ranas (decapitadas). Su mayor problema es que podría ser venenoso si entra en el torrente sanguíneo. Por ello, las futuras aplicaciones terapéuticas en humanos tardarán mucho tiempo en llegar. El artículo técnico es Jie Zhang, Lei Sheng, Chao Jin, Jing Liu, “Liquid Metal as Connecting or Functional Recovery Channel for the Transected Sciatic Nerve,” arXiv:1404.5931 [physics.med-ph]. Me he enterado gracias a Lisa Grossman, “Terminator-style liquid metal connects severed nerves,” New Scientist, 02 May 2014.

Dibujo20140506 three kinds of nerve conduits to repair the injured peripheral nerve - arxiv org

La aleación de metal líquido utilizada tiene (en volumen) un 67% de Ga, un 20,5% de In y un 12,5% de Sn. Para demostrar las ventajas de la nueva propuesta, se ha comparado con el uso (convencional) de una solución de Ringer (una solución líquida de electrolitos en agua, tales como el sodio, que imita los fluidos corporales y es conductora de la electricidad). Como es de esperar,  los nervios conectados con el metal líquido conducen la electricidad varios órdenes de magnitud mejor que la solución de Ringer. Para retirar el metal líquido se utilizan rayos X para localizarlo y una jeringa para extraerlo.

Dibujo20140506 radiograph bullfrog lower body with gainsn allow - arxiv org

El nuevo artículo prueba que introducir y extraer el nuevo injerto nervioso de metal líquido es factible. Sin embargo, para su utilidad terapéutica se requieren futuros estudios que evalúen sus riesgos. Lo más importante será desarrollar nuevos metales líquidos que eviten el problema de envenenamiento por contacto con el torrente sanguíneo.



3 Comentarios

  1. Hola, algunos detalles sobre el comentario de Francis y sobre el trabajo original.
    Un detalle que comenta Francis es que cuando se segmenta un nervio periférico ambos extremos crecen con una tasa de 1mm/día. Bien, pues matizar que sólo puede crecer el extremo de axones que están unidos a su soma neuronal. Es el extremo que tiene la maquinaria y energía necesaria para crecer, el otro extremo, sufrirá degeneración en un determinado tiempo. O ¿hacia dónde crecería el extremo que está unido a los órganos?, ¿dónde y cómo busca su diana?. Eso no sucede, en el mejor de los casos si no degenera queda allí, inerte. Lo que sucede es que el extremo que está unido al soma tiene la maquinaria celular para una vez asegurada la supervivencia celular, recrecer buscando una diana (que suele ser azarosa), ya que la supervivencia a partir de un tiempo determinado no será posible sin un órgano diana con el que establecer sinapsis.

    Sobre el trabajo original hay también algún comentario que es necesario tener en cuenta. Es cierto que la búsqueda de nuevos materiales compatibles con nuestro organismo es fundamental para facilitar implantes y regeneración axonal. En ese sentido el material que se presenta en el trabajo es interesante. Sin embargo, en los métodos utilizados el marco temporal y el material conductor son un problema para la interpretación de datos.
    Me explico. El trabajo no muestra que se facilite la regeneración axonal, solo que el material que conecta los dos extremos del nervio conduce mejor que los métodos clásicamente aplicados. Y es normal, es un metal. En ese sentido, hay que tener en cuenta que en el marco temporal que se realiza el experimento el extremo de nervio que está haciendo sinapsis con el músculo (por tanto separado de su soma) mientras no degenere (y puede estar activo varias horas hasta una ventana temporal de días? no lo sé) cualquier estímulo eléctrico que pueda activar los axones cortados (si se han cerrado en muñón y pueden mantener la excitabilidad) desencadenará una activación de la sinapsis y por tanto contracción muscular.
    Claramente, en el experimento, al conectar los dos extremos del nervio con el metal líquido la conducción eléctrica desde el extremo nervioso ligado al soma hacia el extremo ligado al órgano diana será muy fácil (por sus propiedades eléctricas que si están bien estudiadas en el artículo), y por tanto el resultado será como hacer la descarga directamente sobre el extremo ligado a la diana. Vamos, justo lo que se espera que suceda fisiológicamente. ¿Qué diferencias habría en el resultado del estímulo entre los dos platos que contiene ambos extremos nerviosos (ver diseño experimental) habría si se unen por un hilo de platino? puede que pocas o ninguna.
    Por tanto, lo importante realmente será si se prueba que más allá de unas pocas horas después de la sección de nervio, hablemos del marco de tiempo en el que todavía no se ha degenerado el extremo ligado a la diana, se pudieran conectar de forma estable ambos extremos. Lo cual permitiría recuperar un mínimo de función, o quizás nos sorprendemos y la recuperación funcional sería máxima como sucede con otros implantes. El detalle de la comparación entre el líquido Ringer y el metal podría discutirse de otra forma, y es que el líquido Ringer permitiría el paso de señales bioquímicas retrógradas desde el extremo de la diana al extremo del soma, lo cual dirigiría mejor el crecimiento. Si el metal líquido no es eficiente creando un gradiente de señales bioquímicas que dirijan el crecmiento del extremo ligado a somas… no va a ninguna parte ya que el extremo nervioso crecerá hacia donde encuentre señales quimiotróficas, aunque la conducción eléctrica sea como la del platino.
    salud.

Deja un comentario