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Lab24 - Ondas de otro tiempo y Cirugía de mínima invasión - ver ahora
Transcripción completa

"Una pareja de agujeros negros

que orbitan uno alrededor del otro,

pierde energía y se aproximan gradualmente durante

miles de millones de años.

Al final, aceleradamente chocan

a la mitad de la velocidad de la luz y forman

un único agujero negro masivo.

Como consecuencia una parte de la masa de los dos originales

se convierte en energía que se emite como una fuerte explosión

de ondas gravitacionales."

Esos sucesos del universo terriblemente traumáticos

ya fueron previstos por Einstein en 1915,

aunque hasta hace poco no ha sido posible su observación.

Hoy aquí en Palma de Mallorca hablaremos con quienes más cerca

están de la investigación de esto fenómenos.

Y en la segunda parte estaremos en Cáceres e un centro puntero

en la investigación de nuevas técnicas quirúrgicas

de mínima invasión. Bienvenidos a "Lab 24".

"Con la astronomía de las ondas gravitacionales podemos saber más

sobre los fenómenos que suceden en el universo y su propio origen.

El grupo de relatividad y gravitación

de la Universidad de las Islas Baleares es uno de los equipos

pioneros en España en el estudio de las ondas gravitacionales.

Tiene en su haber una larga trayectoria de participación

en los grandes proyectos internacionales,

tanto de los principales detectores actuales terrestres de ondas,

como de los futuros que se situarán en el espacio.

La vanguardia de la cirugía de mínima invasión está en Cáceres,

el centro Jesús Usón es una institución de referencia

internacional en investigación y formación biomédica.

Tiene en marcha proyectos punteros para reducir el daño

del infarto de miocardio, crear biomateriales

con células madre o diseñar prótesis contra tumores urinarios.

Una historia de máxima innovación con mínima intervención

en sus casi 25 años de trayectoria.

(Música)

Alicia Sintes es doctora en física, profesora titular de física teórica

en la Universidad de las Islas Baleares y directora del grupo

de física gravitacional, teoría y observación.

Su investigación se centra en el campo de la astronomía

de las ondas gravitacionales.

Profesora Sintes, gracias por estar hoy aquí en el programa.

Gracias a vosotros.

Las ondas gravitacionales son un efecto gravitatorio

que nace entre otros, como veíamos al principio del programa,

del choque de dos agujeros negros.

Cuéntenos que son los agujeros negros.

Pues los agujeros negros

es una región del espacio-tiempo en que el campo gravitatorio

es extremadamente denso, una región en que nada se escapa,

ni tan solo la luz.

En principio, como cuerpos astrofísicos es el resultado

de la muerte de una estrella, de una estrella más masiva

que nuestro sol, es decir, es el resultado de la vida final

de una estrella. Hay varios tipos de agujeros negros,

hay agujeros negros de masas estelares,

de varias veces la masa de nuestro sol

y lo que sí sabemos es que hay agujeros negros supermasivos

de millones de veces la masa de nuestro sol

que existen en el centro de casi todas las galaxias,

incluida la nuestra.

¿Por qué es importante estudiar la gravedad,

las ondas gravitacionales en concreto?

Bueno, las ondas gravitacionales con las que hemos iniciado

una nueva era en la astronomía y con estos nuevos instrumentos

de interfómetros láser, pues nos va a permitir abrir

una nueva ventana al universo, porque van a ser unos nuevos

instrumentos de observación astronómica.

Las ondas gravitacionales son

otro tipo de ondas totalmente diferentes a la luz,

es decir, hay dos tipos de ondas que nos pueden dar información

sobre el universo, la luz, las ondas electromagnéticas

y las ondas gravitacionales. Al tener propiedades totalmente

distintas y complementarias a la luz,

observar con ondas gravitacionales pues nos va a permitir

aportar información diferente y complementaria

a la que podemos tener en estos momentos.

Hace un momento hablaba del espacio-tiempo,

¿cómo podemos entender un concepto tan complejo?

Bueno, para eso nos tenemos que remontar un siglo,

cuando el profesor Albert Einstein presentó esta nueva teoría

de la relatividad general, que es una teoría matemáticamente

muy elegante, pero también muy compleja y que nos habla

que la gravedad no es una fuerza cualquiera,

si no que está relacionada con la curvatura del espacio-tiempo,

de alguna manera que el espacio-tiempo es algo suave

y maleable, que cuesta bastante de deformar

y estas ondas gravitacionales pues son perturbaciones

sobre este tejido, sobre esta curvatura

del espacio-tiempo producida por materia en movimiento,

por materia acelerada, es decir, tú y yo

cuando nos estamos moviendo o el sol, estamos produciendo

ondas gravitacionales pero son de muy poca intensidad.

Y con las ondas gravitacionales aquí, en la tierra,

solo vamos a tener oportunidad de detectar ondas minúsculas,

pero ondas minúsculas que provienen de los fenómenos

más castastróficos y más energéticos del universo,

como los que son detectados hasta el día de hoy,

fusiones de agujeros negros,

fusiones de estrellas de neutrones,

Esto proporcionó una gran cantidad de información.

-Se detectan con estos instrumentos

que lo que miden es la desviación de la luz láser.

-La cosa es muy sofisticada porque tanto Laio como Virgo

son los instrumentos ópticos más sofisticados

que el hombre jamás ha construido.

Las ondas gravitacionales

producen distorsiones del espacio-tiempo

mientras van viajando.

Son ondas parecidas a la luz porque son trasversales,

mientras van viajando,

van distorsionando esta curvatura del espacio-tiempo

y la onda gravitacional viaja

y las distancias entre los cuerpos van variando,

expandiendo y contrayendo de forma

sucesiva según la onda gravitacional.

Aunque esta distorsión puede ser grande cerca de la fuente,

cuanto más nos alejamos de la fuente,

se atenúan y cuando llegan aquí a la tierra, producen distorsiones,

como mucho,

de una parte de 10 a 22, y con detectores tipo Virgo

que tienen brazos de varios kilómetros de longitud,

para poder medir estas distorsiones,

utilizamos instrumentos ópticos capaces de ser sensibles

a distorsiones del espacio-tiempo

por debajo de la 1000 del tamaño del protón.

Esto se puede conseguir gracias a los láser

y muchos años de desarrollos tecnológicos

que han hecho posible tener estos instrumentos.

-En un universo como la tierra

se cruzan muchas radiaciones de distinto origen.

Estas son unas, las que comentabas,

pero separar el grano de la paja pues es una tarea que no es fácil.

Veamos cómo lo hacen.

-Esto funciona como si escuchas

una canción en un bar con mucho ruido

y quieres saber cuál es esa canción,

y hay aplicaciones del móvil

que con esa canción comparan con una base de datos

y te dicen la más probable.

Eso es algo muy similar a los argumentos

que usamos nosotros para saber de dónde de sale una onda

que es la fuente.

-Para entender los detalles,

necesitamos como una fórmula para cada posibilidad de masa

o distancia, nos da la respuesta a cómo será la señal,

y estas fórmulas son cosas que desarrollamos, por ejemplo,

aquí, que se usan en análisis de datos.

Cada variación en los parámetros crea una onda un poco diferente

que se puede distinguir.

Existe un catálogo de estas señales,

debemos calcular estas ecuaciones de Einstein.

Cada posibilidad de señal,

tenemos que hacer una solución numérica

en superordenadores para dar las respuestas.

La supercomputación es absolutamente esencial.

Usamos la red de supercomputación española,

especialmente la máquina más grande,

Marenostrum, para calcular las señales,

pero también hacer el análisis de los datos,

es imposible hacer la astronomía de las ondas.

Es decir, sabemos muy poco,

pero esto es una de las últimas preguntas

que esperamos dar las respuestas con las ondas,

son la única medida con que se puede

observar los detalles del Big Bang.

(MÚSICA)

También las ondas gravitacionales

se intenta detectarlas desde el espacio.

Correcto,

digamos que desde tierra solo podemos detectar ondas

gravitacionales en un pequeño bando de frecuencias,

de pocos hercios a varios kilohercios.

Esto es lo que podemos o es accesible con estos detectores

interfermétricos como Daigo y Virgo.

Esto nos permite observar ondas gravitacionales y fenómenos

en los que están involucrados cuerpos de masas estelares.

Además, centenares de masas estelares.

Pero hay muchos más fenómenos,

más interesantes en los que estarían

involucrados agujeros negros supermasivos

como los del centro de la galaxia,

ver cómo cosas caen en esos agujeros supermasivos,

ver colisiones de galaxias y esto,

todo ocurre a frecuencias inferiores.

Frecuencias que no son accesibles desde la tierra,

porque en la tierra hay mucho ruido, los océanos, el manto,

los humanos...

Hay demasiado ruido sísmico.

Para detectar estas ondas gravitacionales,

uno debe salir al espacio.

Hay una misión espacial aprobada, una misión europea llamada liza,

estamos involucrados junto con otros grupos españoles,

en particular, el Instituto de estudios espaciales de Cataluña,

para mandar al espacio una misión

compuesta de tres satélites en el 2034.

Se llamaría Lisa,

eso permitiría abrir otra ventana al universo para detectar

estas ondas gravitacionales a menor frecuencia.

El telescopio Einstein es otro proyecto en marcha.

Sería un detector terrestre,

detector interferómetro de tercera generación.

Un detector que podría estar en los años 2040,

se trataría de mejorar

la sensibilidad del instrumento otro factor 10.

Estamos hablando de que los primeros instrumentos como virgo

o el detector japonés Kalgara...

Empezamos a hacer detecciones de forma rutinaria.

Con este telescopio se trataría de hacer detección de ondas

gravitacionales de alta precisión.

Hablamos de millones de predicciones al año, entonces,

con ello nos ayudará a aportar mucha información

y dar respuesta a muchos campos, la astronomía, cosmología,

también la física fundamental.

La respuesta de si esta teoría es la teoría correcta a la gravedad

y cómo fue la expansión del universo

y con estos instrumentos espaciales o con los de tierra,

podríamos descubrir nuevos

fenómenos que a día de hoy no nos podemos ni imaginar.

Su grupo de investigación,

Gravity, está ubicado en las Islas Baleares, en Palma de Mallorca,

pero la conexión con el resto del mundo para desarrollar

estos proyectos es absolutamente necesaria.

Evidentemente,

si Galileo hace 400 años inauguró

la astronomía moderna con un simple telescopio

y apuntando al cielo, y lo hizo prácticamente solo,

aunque se basaba en la tecnología de otros, ahora,

en la actualidad estos grandes avances en la ciencia,

en muchos campos lo que necesitan son colaboraciones internacionales,

grandes equipos, multidisciplinares,

trabajando juntos y también tener el apoyo

de las diferentes agencias de financiación,

todas coordinadas para que el avance...

Para que haya este avance de la ciencia.

Estos grandes descubrimientos, han de tener este gran apoyo,

en este caso, formamos parte de la colaboración científica Dalgo,

somos más de 1300 científicos repartidos en 20 países.

España está, está en el caso de dos universidades,

la de las Islas Baleares y la de Santiago de Compostela.

En la actualidad también en virgo, en el directorio europeo,

hay tres grupos también españoles.

La de Valencia, en el Instituto de física de altas energías,

y en la universidad de Barcelona.

Es decir, es un campo emergente en el que se han ido

juntando en los últimos años, cada vez más grupos.

Eso es algo muy importante.

Doctora, muchas gracias, suerte en sus investigaciones.

Gracias por haber venido aquí, a Mallorca a estar con nosotros.

(MÚSICA)

Curar al paciente con la mínima intervención posible es el reto

que tiene el centro de cirugía de mínima invasión Jesús Susón.

Un proyecto que tiene su sede en Cáceres y que nos cuenta Cámara.

Tras una puerta como esta se prepara para salvar vidas.

Es ciencia aplicada a la salud,

cirugía de mínima invasión con máxima innovación.

Las investigaciones de este centro son referencia internacional.

Casi 900 colaboradores científicos

y ha formado a más de 20.000 profesionales médicos.

Las capacidades del centro son singulares,

desde animalaro hasta la infraestructura quirúrgica,

que permiten desde evaluar y validar nuevas tecnologías,

como puede ser el dispositivo médico, materiales,

terapias farmacológicas.

Antes de su empleo en pacientes humanos.

Tenemos grandes investigadores, con buenas técnicas quirúrgicas,

pero no tenemos la imagen que por ejemplo pueda tener Estados Unidos

o Alemania.

Pensé que quería formar parte

de eso y para que esa imagen se viera fuera, a nivel mundial.

Con técnicas nuevas para que se puedan aplicar en

humanos,

es una satisfacción personal.

"Vitales en ese proceso son los quirófanos

alrededor de este distribuidor.

Con endoscopia, microcirugía, terapia celular,

reproducción asistida o bioingeniería.

El centro es parte de la infraestructura científica

y técnica singular de España,

sus investigadores participan en más

de 40 proyectos seleccionados por su excelencia e impacto.

Muchos en colaboración con otros centros,

universidades y empresas nacionales e internacionales".

Cuando lleguemos a esa presión hago

contraste para comprobar si el vaso está ocluido o no.

"El área cardiovascular repara corazones,

es una investigación aprobada por el Instituto Carlos III.

Estudian cómo reducir el daño provocado por un infarto.

El tratamiento está basado en células madre.

Hay que introducirlas lo antes posible.

Cuándo y cómo hacerlo es el reto".

Nos encontramos con una situación en la que hay células muertas

que no tienen capacidad de regenerarse,

no tienen capacidad de recuperar, y otras muchas en proceso de morir.

En proceso de necrosis.

Nuestra idea es que antes de que estas células hayan

muerto,

poner el tratamiento,

un tratamiento biológico

con células madre también de origen cardíaco.

Para que ayude a que estas células no mueran.

No es tanto regenerar en sí mismo como proteger de la muerte celular.

"Las pruebas se hacen con porcino,

las células madre podrían aplicarse por vía intracoronarios,

intra miocárdica o intrapericárdica.

La más atractiva,

porque esas células podrían actuar durante más tiempo.

Algo que controlan con la resonancia magnética".

Si probamos que lo que creemos es cierto,

podríamos recuperar al menos la mitad de las células

que se habrían muerto,

en vez de tener un infarto de un 20% del ventrículo izquierdo,

podría ser 17 u 8% de infarto.

Una persona con un seis o 7% del ventrículo izquierdo puede llevar

una vida prácticamente normal.

"Las células madre son el pilar de otro

proyecto en la unidad de terapia celular.

Han desarrollado una técnica para tener una malla quirúrgica.

Una especie de camuflaje que transforma un cuerpo extraño

en una herramienta terapéutica para que el organismo no lo

rechace".

Vemos el entramado de la propia malla.

" Utilizada para frenar hernias,

incontinencia urinaria o prolapso de órganos,

las mallas convencionales provocan inflamaciones al paciente.

El potencial inmunomodulador de las células madre podría evitarlo,

hasta ahora lo han probado con ratones".

Vemos y comparamos el ratón con una malla convencional frente

al de la malla con células madre.

Vemos que alrededor de donde ha estado implantada la malla, aquí,

hay una densidad celular muy alta.

Vemos que hay muchos puntos lila

que se corresponden a células inflamatorias.

Mientras que en el ratón

donde hemos implantado la malla con células madre vemos

que la densidad es menor,

hay más espacios y esto nos indicaría

que se ha producido en este caso mucho más moderada

que en el caso que hemos utilizado una malla quirúrgica convencional.

"Los estudios van a continuar en fase preclínica.

El escenario más sencillo sería disponer

de un banco de células de donantes.

El nitrógeno líquido las conserva a largo plazo.

La criogénización es también el método para preservar óvulos,

la aplican en la Unidad de Reproducción Asistida,

otra de las líneas de investigación y formación del centro cacereño.

Cada año, se preparan unos 60 embriólogos,

aprenden técnicas de fecundación in vitro, de biopsia,

o de congelación y descongelación de embriones."

Un buen embriólogo tiene que saber hacer las cosas rápido y que, luego,

si se le presenta algún problema, sepa solucionarlo.

Por ejemplo, que se le rompa una aguja,

tiene que saber solucionarlo mientras el embrión está ahí.

"Con la vista puesta en la formación pero, a la vez,

en la asistencia quirúrgica,

este centro de cirugía de mínima invasión

utiliza las gafas HoloLens de Microsoft.

Son realidad mixta, combinan la realidad virtual con la aumentada.

Responden al control por voz o gestual.

El resultado es casi de ciencia ficción."

Podemos dividir lo que es el modelo anatómico

en las diferentes estructuras

como, por ejemplo, el sistema nervioso, el sistema óseo,

el vascular, el muscular y, a su vez,

podemos coger o podemos tener las diferentes estructuras

o los diferentes sistemas anatómicos

que son relevantes en esta anatomía,

como puede ser el sistema renal o el útero.

"Las gafas están en pruebas.

A los estudiantes les permite visualizar la anatomía

e interactuar con ella.

El cirujano, en plena intervención,

puede ver informes preoperatorios

y modelos tridimensionales del paciente.

El 'software' orientado a suelo pélvico

y tumores renales lo han desarrollado

técnicos del propio centro."

Las dos aplicaciones, tanto la aplicación de formación

se ha orientado a toda la anatomía de suelo pélvico y,

luego, tenemos la otra aplicación, la de asistencia quirúrgica,

en la cual tenemos modelos tridimensionales

y estudios de un navegador

de las diferentes pistas del estudio preoperatorio,

lo que va a proporcionar esa ayuda al cirujano durante la intervención.

Podemos posicionar la información justo encima del paciente,

para que durante la intervención

el cirujano pueda interactuar con el modelo.

"La unidad de 3D interactivos

y la de bioingeniería son los cerebros

que desarrollan la tecnología sanitaria

de este gran complejo de investigación.

Ahora trabajan en el proyecto que promueve el envejecimiento activo,

con financiación del Fondo Europeo de Desarrollo Regional,

abarca comarcas de España y Portugal con problemas comunes.

Es otro enfoque del concepto 'mínima invasión'."

Estamos preparado un juego para que las personas mayores tengan

algún ejercicio para practicar y hacer actividad física.

Está pensado para trabajar la marcha,

estamos reforzando la musculatura,

a intentando trabajar el equilibrio y que, al final,

este trabajo físico del tren

inferior evite las caídas a largo plazo.

Creo que la principal diferencia es haber trabajado

con profesionales que tienen clara la necesidad de las personas mayores

y que los ejercicios están adecuados al estado de deterioro

que tiene la persona.

"Pacientes de distintas edades asoman a los cuadros

de esta especie de galería de arte situada a la entrada del edificio.

Diríase que observan lo que aquí se investiga por y para ellos.

La idea, como los vientos de los pasillos, es de Jesús Usón,

el veterinario y catedrático de patología quirúrgica exfundador

del centro de cirugía de mínima invasión que lleva su nombre

y del que es presidente de honor.

Comenzó en una cochiquera a mediados de los 80,

una década después,

el centro nacía con sede propia.

Hoy sigue creciendo.

Uno de sus nuevos logros es el laboratorio de impresión médica."

El laboratorio de impresión médica proporciona

al profesional de la salud,

a través de imágenes diagnósticas de TAC o resonancia,

llevaríamos a cabo la segmentación,

esas imágenes se pasan a equipos de impresión de forma

que el profesional va a poder tener en sus manos, en un objeto 3D,

el órgano o la parte orgánica que va a intervenir.

Incluiremos una parte de bioimpresión, es decir,

la idea de utilizar soporte, de geles, hidrogeles,

diferentes biomateriales para administrar

o introducir al paciente células madre, factores de crecimiento,

fármacos, buscar nuevas alternativas al tratamiento de enfermedades

que, actualmente, por la tecnología parece que se enfoca por ahí.

Estáis viendo un uréter intubado por un catéter JJ.

El centro de cirugía de mínima invasión

innova de forma continua.

El órgano que intervienen es el uréter,

el catéter drena una obstrucción.

El objetivo en este caso es mejorar la vida dle paciente

con un proyecto que, en realidad son dos.

Su primera etapa es sustituir el catéter JJ

por otro biodegradable.

En esta imagen podemos apreciar un catéter JJ

provocan reflujo,

es decir, orina que de la vegija vuelve al uréter.

Esto provoca dolor,

y puede provocar también infecciones.

Nuestra propuesta es trabajar con un catéter

que sea itraureteral.

Al ser este dispositivo intraureteral,

no vamos a tener material,

los pacientes no pueden tener molestias,

al no atravesar el orificio ureteral,

no tenemos reflujo vesico ureteral.

Y, además, nuestro dispositivo es biodegradable.

Nuestro polimero se degrada por hidrólosis,

es decir, se va a fragmentar solo en contacto con la orina.

Tiene una tasa de degradación que llamamos controlada y previsible.

Es un diseño que está entrelazado para que así,

con los polímeros que tienen diferente tasa de degradación,

se va a ir degradando uno,

pero siempre vamos a tener el efecto que buscamos,

que es el efecto de andamio.

La segunda etapa es aún más compleja.

Se trata de aprovechar los catéteres biodegradables

para combatir tumores en la vía urinaria superior.

Tenemos una prótesis que funciona muy bien,

que no produce molestias, que se biodegrada,

pues el objetivo es recubrirla de fármacos quimioterápicos,

principalmente Mitomicina,

quimioterapia o inmunoterapia,

para poder hacer el tratamiento adyuvante.

Una investigación de estas dimensiones

necesita un equipo multidisciplinar,

por eso han creado una red europea

con médicos, químicos, expertos en farmacología

y en simulación computacional.

Hay más de 200 ingenieros involucrados,

pero la red se dirige desde Cáceres,

desde el Centro de Cirguía de Mínima Invasión,

una muestra de su capacidad de liderazgo.

Nuestro lema es: la voluntad al servicio de una idea.

Que provine de Ramón y Cajal,

y fundamentalmente, se basa en la premisa

de luchar por una idea, llevarla hasta el último término,

crees en la idea,

lo que debes hacer es trabajar a diario,

porque al final dará su fruto.

Ante las puertas de este complejo se levanta

una pirámide del conocimiento médico,

Tiene tres niveles de entrenamiento.

El cuarto es su aplicación en el hospital.

El nuevo de Cáceres opera ya contiguo al centro,

la idea nacida hace más de dos décadas,

tiene hoy como fruto un gran polo biosanitario

en Extremadura,

que es todo un referente internacional.

El objetivo de la mar de ciencidas

es acercar las ciencias marinas a los más jóvenes,

y concienciarles de la necesidad

de conservación de los océanos.

Sin los océanos, no sería posible la vida en la Tierra,

regulan el clima, proporcionan alimento,

oxígeno y energía...

La iniciativa de la tercera edición es del CSIC;

el sistema de observación de las Islas Baleares...

...todos tenemos que implicarnos.

La mar de ciencia es un certamen de dibujo,

video y relato para jóvenes artistas como tu.

Y estos son algunos de los trabajos presentados

en el concurso de 2019, que ha tenido por lema

"mares limpios, cambia la marea de plástico".

La Física, la Medicina y este mar de las Baleares

han sido protagonistas de los temas de nuestro programa de hoy.

Y en algunos casos con investigaciones

que nos sitúan en la frontera del conocimiento.

Recuerden, si les gusta la ciencia y la tecnología,

les esperamos en este programa, en "Lab24".

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Lab24 - Ondas de otro tiempo y Cirugía de mínima invasión

29 oct 2019

Nos adentramos en el estudio de las ondas gravitacionales que se producen, entre otras circunstancias, cuando dos agujeros negros chocan y se fusionan después de miles de millones de años de aproximación. Un suceso terriblemente traumático en el universo, cuyos efectos hasta hace poco no habían podido ser sido detectados. Hablamos con Alicia Sintes, directora del Grupo de Física Gravitacional: Teoría y Observación (GRAVITY) de la Universitat de les Illes Balears. En la segunda parte del programa visitamos el Centro Jesús Usón de Cáceres, una institución puntera en el desarrollo de técnicas quirúrgicas mínimamente invasivas.

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