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Una ventana al cerebro: una entrevista con profesor Guillermo Aguilar, universidad de los Bourns de la orilla del UC de la ingeniería (BCOE)

IMAGEN del ARTÍCULO de Guillermo Aguilar

¿Podría usted ofrecer por favor una introducción abreviada al implante transparente del cráneo que usted ha estado desarrollando? ¿Cómo esto ofrece una “ventana al cerebro”?

Es literalmente una ventana transparente hecha de la circona yttria-estabilizada (YSZ), que prevemos para hacer un implante craneal conveniente que permite a los médicos para el acceso óptico al cerebro del tejido. Serviría la misma función mecánica de los implantes craneales actuales hechos de otros materiales, tales como titanio, salvo que habilitaría el acceso óptico también, que podría ser muy beneficioso para los procedimientos diagnósticos o terapéuticos del poste-operatory.238

Una versión del implante transparente del cráneo se convirtió por los investigadores de la orilla del UC.

¿Qué el implante se hace y de cómo usted lo hizo transparente?

Se hace de polvo del nanocrystalline de la circona yttria-estabilizada (YSZ) y densificado usando un proceso nuevo conocido como Densification ayudado presión activado corriente (CAPAD), desarrollado por mi profesor Javier E. Garay del colega. La razón que este implante es transparente es porque con CAPAD, el polvo de cerámica puede ser densificado a las velocidades rápidas de calentamiento, manteniendo la escala nanometric de su estructura policristalina.

(YSZ)¿Cómo la caja fuerte es circona yttria-estabilizada en la carrocería?

Estamos investigando el biocompatibility de esta clase determinada de YSZ como implante para esta situación anatómica determinada (cráneo), pero estamos bastante seguros que demostrará ser segura, puesto que se ha utilizado ya extensivamente en otros usos biomédicos, tales implantes dentales y los repuestos del caballete, no obstante no en esta forma nanostructured policristalina determinada.

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Un corte transversal de la culata de cilindro que muestra cómo el implante transparente del cráneo funciona.

¿Cómo los tratamientos laser-basados para los desordenes del cerebro fueron realizados previamente? ¿Qué impacto usted espera el implante tiene en el tratamiento de desordenes neurológicos?

Eso es una cuestión clave. Puesto que el cráneo es demasiado grueso y opaco esencialmente a todas las longitudes de onda del laser, no hay desordenes del cerebro, a mi conocimiento, que se tratan actualmente con los laseres. Sin embargo, tener una ventana óptica de esta clase ofrecería los medios clínico-viables para ópticamente llegar hasta el cerebro, a pedido, sobre áreas extensas, y en una base crónico-que se repite, sin la necesidad de craniectomies relanzados.

Es previsible, por ejemplo, que las terapias fotodinámicas que se repetían (PDT) del tejido cerebral malo el remanente se podrían realizar a través de una ventana de YSZ colocada en el cráneo del paciente afectado después de un craniectomy para la resección del tumor cerebral. Asimismo, los pacientes traumáticos (TBI) de la lesión cerebral podrían ser sujetados a los procedimientos diagnósticos o aún terapéuticos laser-basados contínuos para rastrear la progresión de la región afectada de su cerebro.

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El pasar de rayo láser a través del implante transparente a una huella del ejemplo del cerebro.

¿Cómo este trabajo se relaciona con la iniciativa reciente-anunciada del CEREBRO de presidente Obama (investigación del cerebro con el avance de Neurotechnologies innovador)?

Sabemos que esto es una iniciativa muy ambiciosa, y muchos investigadores incluyendo nosotros mismos todavía están intentando envolver nuestras cabezas alrededor de ella, por así decirlo, pero sin importar qué neurotechnologies innovadores causa esta iniciativa, la mayoría de ellos necesitará una cierta manera de visualizar el cerebro, así que estas ventanas podrían convertirse en una tecnología que habilitaba que facilita la traslación clínica de las tecnologías prometedoras de las imágenes cerebrales y del neuromodulation que son convertidas bajo esta iniciativa.

¿Cómo hace el implante transparente del cráneo que usted haberse convertido difiera de los implantes transparentes anteriores del cráneo?

Como se mencionó antes, los implantes craneales actuales ofrecen biocompatibility y estabilidad mecánica, pero no son transparentes. Se prevee que los implantes de YSZ de esta clase también sean biocompatibles (mientras que están ya para otros usos médicos), ellos son materiales muy duros, pero son también transparentes, que es algo ningunas otras ofertas del implante. Esta capacidad óptica solamente es un primer paso crucial hacia un nuevo concepto innovador que ofrecería los medios clínico-viables para ópticamente llegar hasta el cerebro, a pedido, sobre áreas extensas, y en una base crónico-que se repite.

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Piezas del equipo de investigación, de la izquierda, de Javier Garay, Yasuhiro Kodera, Carissa L. Reynolds, Yasaman Damestani, Guillermo Aguilar, Masaru P. Rao y B. Hyle Park.

¿Qué le excita más sobre su investigación actual y cuáles son sus planes posteriores de la investigación?

Hay muchos retos delante de nosotros, que hace esta empresa entera muy emocionante de casi cualquier manera que la observemos. La ruptura hasta el momento ha sido desarrollar este material y mostrar que podemos aumentar la proyección de imagen óptica de un cerebro del animal vivo lejos mejor que nosotros a través del cráneo nativo. Ahora, necesitamos mostrar que el material sea biocompatible para esta situación anatómica determinada. A este respecto necesitamos fijar su osseointegration y encapsulación suave del tejido; también necesitamos conducto pruebas mecánicas del detalle para asegurarnos que este implante podría de hecho ser un comparable o aún mejor substituto de los materiales actuales del implante; también necesitamos resolver la aplicación hacer el cuero cabelludo transparente sobre una base temporal para las terapias que se repiten; podemos también querer dar forma el implante en formas complejas o aún escribir los guías de ondas a través de su espesor para entregar la luz laser coherente a través del implante. Todo el éstas son entregas simultáneas que estamos explorando y todos son emocionantes.


¿Qué usted piensa los asimientos futuros para los tratamientos para los desordenes neurológicos?

Es duro generalizar sobre el futuro de todos los desordenes neurológicos, determinado desde nuestro punto de vista, pero espero ciertamente que una ventana como esto ayude, por lo menos de cierta manera, a otros científicos para estudiar la patogenesia de muchas enfermedades neurológicas y médicos para diagnosticarlos y para tratar de una manera menos invasor y más acertada.

¿Dónde pueden los programas de lectura encontrar más información?

Pueden encontrar más información sobre el Web site de UCR, la universidad de los Bourns del Web site (BCOE) de la ingeniería, y el departamento del Web site de la ingeniería industrial (los eslabones abajo)

Pueden también descubrir que más sobre el trabajo que el grupo entero hace en nuestros Web site respectivos:

Sobre profesor Guillermo Aguilar

IMAGEN GRANDE de Guillermo AguilarProfesor Guillermo Aguilar recibió su B.S. en la ingeniería mecánica y eléctrica de la universidad autónoma nacional de México (UNAM) en 1993. Él ganó su M.S. y Ph.D. también en la ingeniería industrial en la Universidad de California Santa Barbara (UCSB) en 1995 y 1999, respectivamente. En 1999, él recibió una beca postdoctoral de Whitaker para ensamblar al instituto del laser de Beckman y el departamento anterior de la ingeniería química y bioquímica y de las ciencias materiales (CBEMS) en la Universidad de California Irvine (UCI).

Desde 2003 profesor Aguilar ensambló el departamento de la ingeniería industrial (ME) en la orilla de la Universidad de California (UCR), donde lo ascendieron al profesor adjunto en 2007 y al catedrático en 2012. Profesor Aguilar sirvió como el consejero y la silla graduados del comité graduado del YO departamento a partir de 2005-2010 y 2011-2012 y sirve actualmente como la silla de departamento.

Profesor Aguilar co-ha sido autor de más de 70 publicaciones del gorrón, aconsejadas más de 40 estudiantes, incluyendo 17 estudiantes de tercer ciclo (ms y doctorado) y varios estudiantes universitarios e internos. Él ha recibido el financiamiento de la investigación de diversas fuentes, incluyendo el NSF, ASLMS, AFOSR, los laboratorios nacionales de Sandia, y NIH. Sus intereses de la investigación incluyen la pulverización del aerosol del cryogen, el enfriamiento de aerosol, acciones recíprocas del laser-tejido, y el uso combinado de la criogénica y de los laseres para los usos biomédicos.

April Cashin-Garbutt

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April Cashin-Garbutt

April graduated with a first-class honours degree in Natural Sciences from Pembroke College, University of Cambridge. During her time as Editor-in-Chief, News-Medical (2012-2017), she kickstarted the content production process and helped to grow the website readership to over 60 million visitors per year. Through interviewing global thought leaders in medicine and life sciences, including Nobel laureates, April developed a passion for neuroscience and now works at the Sainsbury Wellcome Centre for Neural Circuits and Behaviour, located within UCL.

Citations

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