Una herramienta para solucionar uno de los problemas más peligrosos en cirugía

Los cirujanos, todos los días tienen que perforar la piel humana antes de un procedimiento, con el riesgo de dañar lo que está al otro lado. En una charla fascinante, vea cómo, el ingeniero mecánico Nikolai Begg, está utilizando la física para mejorar un importante dispositivo médico, llamado trocar y así resolver uno de los problemas más peligrosos en muchas cirugías comunes.

La primera vez que estuve
en la sala de operaciones

y observé una cirugía real,

no tenía ni idea de qué esperar.

Yo era un estudiante
universitario de ingeniería.

Pensé que iba a ser
como en la televisión.

Música inquietante
de fondo y

gotas de sudor por el rostro del cirujano.

Pero no fue así en absoluto.

Había música ese día,

creo que eran los grandes
éxitos de Madonna. (Risas)

Y mucha conversación,

no solo de la frecuencia
cardíaca del paciente,

sino de deportes
y planes para el fin de semana.

Y desde entonces,
cuantas más cirugías observaba,

más entendía cómo es eso.

De alguna extraña manera,
es solo como otro día de oficina.

Pero de vez en cuando,

para la música,

todo el mundo deja de hablar,

y miran fijamente la misma cosa.

Y ahí es cuando sabes que
algo absolutamente crítico

y peligroso está sucediendo.

La primera vez que lo ví

fue en una operación

llamada cirugía laparoscópica.

Por si Uds. no están familiarizados,

la cirugía laparoscópica,
en lugar de la gran

herida abierta usual en las operacionnes,

la laparoscópica
es cuando el cirujano hace

estas tres o más, pequeñas
incisiones en el paciente.

A continuación, inserta
sus largos y delgados instrumentos

y una cámara,

y hace el procedimiento
dentro del paciente.

Esto es magnífico porque hay
mucho menos riesgo de infección,

mucho menos dolor,
menor tiempo de recuperación.

Pero hay una contraparte,

porque estas incisiones se hacen

con un dispositivo largo, puntiagudo

llamado trocar.

La forma como el cirujano
utiliza este dispositivo,

es que él lo toma

y lo presiona hacia adentro del abdomen

hasta que éste se perfora.

Ahora, la razón por la que
todos en la sala de operaciones

estaban mirando
ese dispositivo ese día,

era porque tenía que
ser absolutamente cuidadoso

para no hundirlo

y romper los órganos y
los vasos sanguíneos debajo.

Este problema debe
parecerles muy familiar a todos

porque estoy seguro de que
lo han visto en otro lugar.

(Risas)

¿Recuerdan esto?

(Risas) (Aplausos)

Sabían que en
cualquier momento

la pajilla iba a atravesar,

y no sabían si iba a
salir por el otro lado

directamente a su mano,

o si se regaría el jugo
por todos lados.

Estaban
aterrorizados, ¿verdad?

Cada vez que hemos hecho esto,

se experimenta
la misma física elemental

que yo estaba viendo en
la sala de operaciones de ese día.

Y resulta que realmente
es un problema.

En 2003, la FDA
en efecto dijo

que las incisiones de trocar
pueden ser el paso más peligroso

en cirugía mínimamente invasiva.

De nuevo en 2009,
vemos un artículo que dice

que por los trócares
suceden más de la mitad

de las principales complicaciones
en cirugía laparoscópica.

Y, ah, por cierto,

esto no ha cambiado
desde hace 25 años.

Así que cuando ingresé al postgrado
en la universidad,

esto era en lo
que quería trabajar.

Estaba tratando de
explicarle a un amigo,

qué era exactamente en lo que
estaba invirtiendo mi tiempo,

y le dije:

"Es como cuando estás
haciendo un hueco en la pared

para colgar algo
en tu apartamento.

Hay un momento en el que el taladro
termina la perforación de la pared

y entonces su hunde, ¿cierto?"

Él me miró y me dijo:

"¿Quieres decir que es como cuando hay que
taladrar el cráneo de una persona?"

Y yo le repliqué: "¿Perdón?" (Risas)

Entonces lo investigué y supe que
los cráneos de las personas también se perforan.

Una gran cantidad
de neurocirugías,

en realidad, empiezan taladrando
una perforación a través del cráneo.

Y si el cirujano no tiene cuidado,

puede llegar fácilmente al cerebro.

Ese fue el momento
en que empecé a pensar,

bien, perforación craneal,
cirugía laparoscópica,

¿por qué no, otras áreas
de la medicina?

Piénsenlo bien, ¿cuándo fue
la última vez que fueron al médico

y no los chuzaron
con algo? ¿Verdad?

La verdad es que

en medicina, las punciones
están por todas partes.

Y estos son solo 2 de
los procedimientos que he encontrado,

que involucran alguna
punción en un tejido.

Si tomamos solo 3,

cirugía laparoscópica, anestesia epidural,
y perforación craneana;

en estos procedimientos suceden
más de 30 000 complicaciones

cada año, solo en este país.

Yo llamo a eso, un problema
que vale la pena resolver.

Así que echemos un vistazo
a algunos de los dispositivos

que se utilizan en estos
tipos de procedimientos.

Mencioné la epidural.
Esta es una aguja epidural.

Se utiliza para perforar los
ligamentos de la columna vertebral

y dar anestesia durante el parto.

He aquí un conjunto de instrumentos
de biopsia de médula ósea.

Estos son usados para
excavar dentro del hueso

y tomar muestras de médula ósea
o de lesiones óseas.

Aquí hay una bayoneta
de la Guerra Civil.

(Risas)

Si les hubiera dicho que era
un dispositivo de punción médica

probablemente me habrían creído.

Porque, ¿cuál es la diferencia?

Así que, cuanto más investigaba

más pensaba que tenía que haber

una mejor manera de hacerlo.

Y para mí, la clave del problema

es que todos estos
dispositivos de punción

comparten unos mismos principios
de física elemental.

Entonces, ¿cuáles son esos principios de física?

Volvamos a la perforación
de una pared.

Uno aplica fuerza al
taladro hacia la pared.

Y Newton dice que la pared ejercerá
una fuerza contraria,

igual y opuesta.

Así, cuando uno perfora
la pared,

esas fuerzas se equilibran.

Pero luego viene ese momento

en que el taladro termina la perforación
al otro lado de la pared,

y justo en ese momento la pared
ya no puede hacer más fuerza.

Pero tu cerebro no alcanza a reaccionar
a ese cambio súbito en la fuerza opuesta.

Así que por un milisegundo,

o el tiempo que te lleva en reaccionar,
todavía estás empujando,

El desequilibrio de fuerzas
provoca una aceleración,

que es cuando se hunde.

¿Y si en el preciso momento
de la punción

uno pudiera tirar de
la broca hacia atrás,

oponiendo, en
realidad, a la aceleración?

Eso es lo que
me propuse hacer.

Así que imaginen
que tienen un dispositivo

con una especie de punta afilada
para perforar un tejido.

¿Cuál sería la forma más sencilla de
tirar de esa punta hacia atrás?

Elegí un resorte.

Cuando uno extiende el resorte,
se extrae la broca

y queda lista para perforar el tejido,

el resorte halará
la punta hacia atrás.

¿Cómo mantener
la punta en su lugar

hasta terminar
la punción?

He utilizado este mecanismo.

Cuando se presiona la punta
del dispositivo contra el tejido,

el mecanismo se expande hacia afuera
y la asegura en su lugar contra la pared.

Y la fricción que se genera,

la bloquea en su lugar y evita
que el resorte retracte la punta.

Pero justo en el momento
del final de la punción,

el tejido no puede
empujar más la punta.

El mecanismo se desbloquea
y el resorte retrae la punta.

Déjenme enseñarles lo
que suceda en cámara lenta.

Cerca de 2000 cuadros
por segundo.

Fíjense en la punta.

Está en la parte inferior, a punto
de pasarse a través del tejido.

Verán que justo al terminar la punción,

en ese mismo instante , el mecanismo
se desbloquea y retrae la punta.

Lo mostraré de nuevo,
un poco más de cerca.

Van a ver la punta afilada.

Justo cuando se perfora
la membrana de caucho,

la punta se esconde en
esta vaina roma blanca.

Precisamente ahí.

Eso sucede 4 centésimas de
segundo después de la perforación.

Como este dispositivo está diseñado
para actuar según la física de la punción

y no es específico
para la perforación craneal,

la cirugía laparoscópica
u otro procedimiento,

es aplicable a todas estas
varias disciplinas médicas

en diferentes
rangos de longitud.

Pero no siempre es así.

Este es mi primer prototipo.

Sí, esas son paletas de helado,

y hay una banda de goma
en la parte superior.

Esto se hizo en solo unos
30 minutos, pero funcionó.

Se demostró que mi idea era válida

lo cual justificó el trabajo
en este proyecto, los 2 años siguientes .

He trabajado en esto porque

este problema realmente me sedujo.

Me mantenía despierto por la noche.

Creo que debería
fascinarles a Uds. también,

porque, como dije,
la punción está en todas partes.

Eso significa que en algún momento
este también va a ser su problema.

Ese primer día en
la sala de cirujía

no esperaba encontrarme
al otro lado de un trocar.

Pero el año pasado, tuve apendicitis
cuando estaba viajando por Grecia.

Cuando estaba en
el hospital en Atenas,

el cirujano me dijo

que iba a realizar
una cirugía laparoscópica.

Me iba a quitar el apéndice por
esas pequeñas incisiones,

y me hablaba de lo que podía
esperar para la recuperación,

y lo que podía a suceder.

Añadió: "¿Tiene alguna pregunta?"
Y yo dije: "Solo una, doc.

¿Qué tipo de trocar usará?"

Mi cita favorita sobre
la cirugía laparoscópica

viene del doctor H. C. Jacobaeus:

"Es la punción en
sí la que causa riesgo".

Esa es mi frase favorita
porque H. C. Jacobaeus

fue la primera persona en realizar
una cirugía laparoscópica en humanos,

y escribió esto en 1912.

Este problema ha estado lesionando e
incluso matando gente, por más de 100 años.

Es fácil pensar que para
cada problema importante,

existe algún equipo de expertos
trabajado día y noche para resolverlo.

La verdad es que
no es siempre el caso.

Tenemos que mejorar en
la búsqueda de problemas

y en encontrar
las formas de resolverlos.

Si se encuentran con
un problema que los atrape,

dejen que los desvele.

Déjense fascinar,

porque hay muchas
vidas por salvar.

(Aplausos)