Jóvenes investigadores - Ciencias de la salud y afines

Juan Carlos Briceño

Publicado el:: 22-06-2012

El ingeniero biomédico Juan Carlos Briceño, docente de la Universidad de los Andes, coordina las primeras investigaciones que se hacen el país para producir "sangre artificial".

Juan Carlos Briceño

Autor: Luis Fernando Páez (especial para Universia)

Desde hace 10 años dirige el Centro de Investigaciones Cardiovasculares "Carlos Lleras Restrepo" de la Fundación Cardio Infantil de Bogotá.

Perfil elaborado en agosto de 2004

En una hoja en blanco hace un rápido bosquejo del corazón humano, de los pulmones y del recorrido de la sangre. No se trata de un médico cirujano ni de un cardiólogo, sino de Juan Carlos Briceño, ingeniero biomédico especializado en reparar y diseñar válvulas cardiacas y prótesis para tratamientos cardiovasculares.

En el dibujo indica cómo se desvía la sangre durante una operación para que pase por una bomba y por un oxigenador y así establecer un bypass cardiovascular. Con este procedimiento, fundamental para su labor, se mantiene con vida al paciente gracias a que las máquinas realizan las funciones del corazón y de los pulmones durante la cirugía. Briceño se "encarreta" hablando del asunto y resulta fácil comprender por qué este tema lo ha maravillado tanto desde hace casi dos décadas.

Desde niño sintió curiosidad por la Medicina pues, como él mismo dice, su casa parecía un hospital porque su padre era médico y su madre era enfermera. En el momento de escoger una carrera profesional vio que, aunque le gustaba ese universo, se interesaba más por descubrir cómo funcionaban otras máquinas diferentes al cuerpo humano. Decidió ingresar al Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de los Andes, dónde terminó sus estudios en 1985, poco antes de cumplir 21 años.

Pronto vio que con la ingeniería biomédica conseguiría unir su interés por salvar vidas y el de inventar mecanismos. Para él, "uno puede crear una bomba para petróleo, por ejemplo, pero si hace una para la sangre aparecen otros sentidos y motivaciones". En 1986 empezó a trabajar en un proyecto de la Universidad de los Andes y Colciencias en esa área, el cual empalmaría después con otro de la Fundación Cardio Infantil de Bogotá para desarrollar prótesis para las válvulas del corazón. Desde entonces estas instituciones siempre lo han respaldado.

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Dinámicas cardiacas

"Hay dos motivos por los que se puede dañar una válvula: por obstrucción o por incompetencia", explica Briceño al mostrar en el boceto las intersecciones de aurículas y ventrículos. Para ser más didáctico, junta sus manos horizontalmente para representar cómo operan. Se trata de dos compuertas que, si funcionan correctamente, se abren al mismo tiempo para permitir el paso de la sangre y se cierran para impedir que se devuelva. De haber obstrucción, el flujo sanguíneo se detiene; si hay incompetencia no se abren y se cierran sincronizadamente sino que permiten el retroceso de la sangre.

En ambos casos la intervención quirúrgica es indispensable. Pero cuando el médico no consigue reparar la válvula requiere de alguien que fabrique "el repuesto" adecuado y según las necesidades de cada paciente. En este punto entra en escena el ingeniero biomédico, quien conoce las técnicas y los materiales para hacer el artefacto.

"Con el proyecto en la Fundación Cardio Infantil me especialicé en dinámica cardiovascular, un tema espectacular. Hay que entender el funcionamiento de todo el sistema para ayudar en el diagnóstico y entender hemodinámicamente cómo es un paciente o una enfermedad y diseñar un catéter o cualquier implemento que se requiera para el tratamiento".

En 1988 viajó a Austin, Texas, para realizar sus estudios de maestría y doctorado. Durante los seis años que vivió allí participó en investigaciones especializadas en los procedimientos de bypass. Entre tanto, nunca perdió el contacto en Colombia para implantar poco a poco lo que aprendía. "Fue muy importante el acercamiento a una cultura investigativa tan rigurosa como la estadounidense, sobre todo en el trabajo de laboratorio que me mostró la dirección que debíamos tomar".

{* title=Sangre artificial}

Sangre artificial

En efecto, los últimos experimentos en los que participó en Estados Unidos tenían que ver con "sustitutos" para la sangre. "Esta no se puede remplazar totalmente porque tiene muchas funciones; lo que buscamos es elaborar una sustancia que pueda transportar oxígeno para mantener los niveles de este elemento en el cerebro estables en las cirugías". La producción de este tipo de prótesis o hemosustitutos es pionera en el país y ocupa todos los esfuerzos de este investigador.

Al establecer un bypass, la sangre que va pasando por las tuberías externas se diluye en una solución salina, lo cual disminuye el volumen de glóbulos rojos y por ende la capacidad de oxigenar. De allí la necesidad de elaborar algo que ayude a mantener una mayor capacidad de oxígeno.

Un hemosustituto puede prepararse con base en "hemoglobina modificada", que consiste en tomar de los glóbulos rojos la hemoglobina, purificarla y encapsularla para fabricar glóbulos rojos artificiales. La hemoglobina se encierra en microscópicas unidades de un fosfolípido llamado lecitín que es de fácil asimilación para el cuerpo. Con estas unidades se hace un procedimiento que se llama "polimerización" que consiste en hacer unidades más grandes de hemoglobina.

El trabajo requiere un equipo interdisciplinario de especialistas y un laboratorio con tecnología avanzada. En la actualidad, cuentan con los medios para encapsular y se están realizando experimentos de polimerización, comenta satisfecho Briceño.

"Me interesó ese tema y hablé en Estados Unidos para que me enviaran un hemosustituto. Acá comenzamos a hacer pruebas desde ceros, experimentando en marranitos para medir variables como la composición de la sangre y la concentración del oxígeno antes y después de las operaciones. Empezamos a comprender los cambios que ocurren en el organismo al introducir una sustancia extraña y los efectos secundarios, que es lo más difícil de superar. Cuando haya absoluta certeza de que funciona, probaremos en humanos".

Otra forma de preparar el hemosustituto es usando sustancias conocidas como perfluorocarbonos, que son aceites que pueden disolverse mejor en gases y que tienen enlaces bioquímicos más parecidos a los fisiológicos. El oxígeno se disuelve en estos aceites que luego lo liberan donde se requiera. Como el torrente sanguíneo contiene agua y el aceite no se disuelve en ella, debe prepararse una emulsión especial que permita cumplir con el objetivo de llevar el oxígeno.

Uno de los retos del procedimiento radica en que las diminutas gotas de aceite no se unan entre sí, a lo que tienden naturalmente, y que mantengan un tamaño adecuado para pasar por los capilares. Además, las partículas deben estar recubiertas de algo que "engañe" al sistema inmune para no ser atacadas por los mecanismos de defensa de la sangre, al menos mientras dure la cirugía o la atención primaria, por ejemplo en caso de un accidente.