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Imagenología de resonancia magnética ayuda a rehabilitar las rodillas

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Un desgarro del ligamento cruzado anterior en una rodilla no sólo es doloroso en el momento, sino que la lesión también aumenta el riesgo de que el paciente desarrolle osteoartritis más tarde.

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En la Universidad de Delaware, un equipo de investigación dirigido por Tom Buchanan, Profesor George W. Laird de Ingeniería Mecánica y Director del Instituto de Rehabilitación de Delaware, está investigando lo que sucede exactamente con el cartílago como resultado de las lesiones del ligamento cruzado anterior (LCA). El equipo espera que esta información se pueda utilizar en el desarrollo de mejores estrategias de prevención de la osteoartritis.

El equipo utiliza los resultados de las pruebas de resonancia magnética (RM), los modelos de elementos finitos, el análisis de la marcha y el análisis bioquímico para estudiar las lesiones del LCA y determinar qué tensiones en el cartílago pueden ser indicativas de la osteoartritis. Para completar esta investigación, utilizan las instalaciones del Centro de Biomedicina e Imágenes Cerebrales de la UD, así como el Campus de Ciencia, Tecnología e Investigación Avanzada (STAR) de la UD. En STAR, el equipo colabora con el Departamento de Terapia Física de la UD para recopilar datos de los pacientes y entender los aspectos clínicos de las lesiones que estudian. "Basándonos en lo que identificamos, tal vez los fisioterapeutas podrían tratar a los pacientes de manera diferente", dijo Buchanan.

Los resultados de un artículo reciente, publicado en el Journal of Orthopaedic Research, fueron sorprendentes. El equipo estudió las variables de la marcha de la rodilla, la cotracción muscular y la carga de la articulación de la rodilla en personas jóvenes con antecedentes de problemas de LCA. Encontraron que una alta co-contracción muscular no siempre resulta en una alta carga de la articulación de la rodilla, que se cree que está asociada con la artritis.

"Esto sugiere que la artritis no sólo es causada por fuerzas realmente altas, sino que también puede ser causada por fuerzas demasiado bajas en la articulación", señaló Buchanan. La gama ideal de fuerzas puede ser, de hecho, una ventana muy estrecha.

Laura Sturgill, una estudiante de ingeniería biomédica en la clase de 2019, se unió al laboratorio de Buchanan como asistente de investigación en 2018 porque quería más experiencia en el estudio de los aspectos mecánicos de la ingeniería biomédica. "Estas aplicaciones de estática y dinámica son especialmente interesantes", dijo.

Kelsey Neal y Jack Williams, estudiantes de doctorado en ingeniería mecánica, utilizan la captura de movimiento y la RMN para evaluar los efectos de los desgarros del LCA. Neal eligió estudiar en el laboratorio de Buchanan porque quería trabajar en ingeniería de rehabilitación y estaba impresionada por la configuración única que le permite trabajar tan de cerca con los médicos. "Podemos ver cómo estamos afectando la vida de los pacientes", dijo.

Neal también se sintió atraído por la UD debido a la Iniciativa Perry, una organización sin fines de lucro cofundada por la profesora asociada Jenni Buckley para inspirar a las mujeres jóvenes a ser líderes en cirugía ortopédica e ingeniería. Como especialista de programa para la organización, Neal dirige programas en todo el país para introducir a las niñas de secundaria a las técnicas quirúrgicas que fueron pioneras de los ingenieros. Buchanan es miembro de la junta directiva de la organización.

Buchanan es también el coordinador del programa del Centro de Investigación Traslacional de Delaware, el Programa ACCEL, para apoyar y expandir la investigación clínica y traslacional en el estado. En octubre de 2018, los funcionarios anunciaron que UD y otras cuatro instituciones recibirán 25 millones de dólares durante cinco años de los Institutos Nacionales de Salud y el estado de Delaware para continuar estos programas de investigación para mejorar la atención al paciente y la salud pública.

"Los ingenieros desempeñan un papel importante en la expansión de la investigación relacionada con la salud en la UD y más allá", dijo Buchanan.

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