Los principios básicos del origami han cambiado la forma en que los ingenieros biomédicos ven su trabajo.

Greenberg estaba interesada en los mecanismos de conformidad C, es decir, en los objetos cuyo movimiento proviene de la flexión, el plegado y la torsión. Uno de sus mejores amigos era un prodigio del origami que le enseñó algunas técnicas básicas. Algunas personas leen muchos artículos para la escuela de posgrado. Yo doblé un montón de papel, dice Greenberg.

Las coloridas figuras de T-rex y Venus atrapamoscas, junto con los libros de patrones de origami, empezaron a poblar las estanterías del laboratorio. Y Greenberg, junto con sus profesores, se dio cuenta de que el antiguo arte del plegado de papel podría aplicarse a otros ámbitos, incluido el diseño de instrumentos y dispositivos médicos.

Se trataba de una combinación de arte e ingeniería, una práctica de 1.000 años de antigüedad aplicada a la tecnología de vanguardia. Los artistas del origami descubrieron nuevas formas de hacer las cosas con las que nunca habríamos tropezado utilizando los métodos de siempre, dice el doctor Larry Howell, profesor de ingeniería mecánica y vicepresidente académico asociado de la BYU.

Cuando Greenberg entró en el laboratorio en 2010, los científicos e ingenieros de todo el mundo ya utilizaban los principios del origami -sobre todo, la idea de que algo grande puede doblarse en una forma compacta y luego expandirse de nuevo- en el diseño de airbags para automóviles y escudos para cohetes.

El doctor Zhong You, actual profesor de ciencias de la ingeniería en la Universidad de Oxford, había trabajado en una endoprótesis cardíaca plegable para tratar aneurismas aórticos, que utilizaba los principios del origami para doblarse de un diámetro de 30 mm a un escaso 7-9 mm para facilitar su inserción, y luego se desplegaba a su tamaño completo una vez dentro de la aorta.

Y el doctor Robert J. Lang, físico y experto en origami de renombre mundial, había diseñado una bolsa para instrumentos médicos, utilizando el origami para plegar un material plano de modo que las superficies estériles no entraran en contacto con las no estériles cuando se utilizara. Lang asesoraba a organismos gubernamentales, empresas privadas y universidades, incluida la BYU, sobre la forma de aplicar los principios y técnicas del origami a toda una serie de proyectos.

Lo que el origami aporta a la medicina, así como a otros campos, es el cambio de forma determinista, dice Lang, es decir, dispositivos que cambian de forma de manera específica e intencionada en lugar de arrugarse simplemente como una camisa metida en un cajón. A medida que el origami se ha ido reconociendo, formando parte de la caja de herramientas de los ingenieros, más personas que trabajan en problemas médicos lo han visto y han hecho esa conexión: Esto podría ser útil.

La Fundación Nacional de la Ciencia captó el interés y, a principios de la década de 2010, financió una serie de becas relacionadas con el origami: un taller de un día de duración sobre el diseño del origami de ADN, un proyecto sobre origami inteligente programable y otro, en la BYU, sobre la aplicación de los principios del origami a materiales distintos del papel.

El equipo de la BYU creó un fuelle de estilo origami que podía proporcionar una funda estéril para el brazo curvado de una máquina de rayos X al girar en diferentes direcciones. Utilizaron el origami para diseñar un pañal para adultos que se ajustara mejor a las curvas del cuerpo.

Uno de los primeros patrones con los que jugamos fue algo llamado chomper, dice el doctor Spencer Magleby, profesor de ingeniería mecánica en la BYU y decano asociado de educación universitaria. Un origami chomper parece un pico o una boca; cuando se aprieta desde los lados, se abre y se cierra como si estuviera mordiendo.

El mismo principio podría utilizarse para fabricar un diminuto instrumento para la cirugía laparoscópica, que se acciona con un cable para pellizcarlo y cerrarlo para su inserción, y que luego se abre y manipula una vez dentro del cuerpo. El equipo de la BYU lo llamó oriceps (fórceps quirúrgicos inspirados en el origami).

En la Universidad Estatal de Pensilvania, donde la doctora Mary Frecker dirige el Centro de Biodispositivos, su equipo empezó a trabajar en un dispositivo que pudiera insertarse a través de un endoscopio para tratar los tumores abdominales con ablación por radiofrecuencia C, una corriente eléctrica que hace que las células tumorales vibren, se calienten y mueran.

El equipo de Freckers utilizó técnicas de origami para fabricar una punta de sonda compuesta por agujas diminutas que pudieran compactarse para su inserción y luego desplegarse como una cola de pavo real en 3D una vez dentro del tumor. La llamaron quimera, palabra griega que hace referencia a una criatura compuesta por partes incongruentes.

Estos dispositivos inspirados en el origami tienen algunas ventajas sobre los instrumentos tradicionales: la simplicidad del diseño implica menos piezas móviles y menos oportunidades para que las bacterias se acumulen en las bisagras o articulaciones, así como menores costes de fabricación.

Si los instrumentos médicos y las endoprótesis se pudieran hacer más pequeños, las propias cirugías serían menos invasivas y perturbadoras para el cuerpo; la curación podría ser más rápida y menos complicada.

La aplicación [del origami en la medicina] ha aumentado al mismo tiempo que la cirugía laparoscópica, dice Lang. Se quiere entrar por un pequeño orificio; una vez dentro, se quiere extender, ya sea con stents que extienden un vaso sanguíneo o con retractores que se abren para apartar los órganos. Ahí es donde el origami ha jugado un papel importante.

El uso de la papiroflexia en aplicaciones médicas también presenta desafíos. El origami tradicional se basa en el uso de papel, pero los dispositivos destinados a ser utilizados en el cuerpo deben estar hechos de materiales biocompatibles.

Además, está la cuestión de la activación. ¿Cómo va a hacer que se mueva una vez que llegue a su destino? se pregunta Lang. ¿Es un motor, una palanca, se activa eléctricamente? Algunos dispositivos inspirados en el origami se despliegan cuando alcanzan una determinada temperatura, pero esa temperatura también debe ser compatible con el cuerpo humano.

Greenberg dejó la BYU hace 10 años y ahora trabaja en desarrollo empresarial en Chevron. Sus experimentos con el origami se limitan a doblar servilletas con sus hijos mientras esperan la cena en un restaurante chino.

Pero en todo el mundo, en Oxford, Penn State y BYU, en laboratorios de Israel, China, Japón y otros lugares, los investigadores siguen explorando cómo el origami podría aplicarse a dispositivos y procedimientos médicos: una lámina plegada biocompatible con fármacos de quimioterapia que podría desplegarse dentro del cuerpo; un stent minúsculo, de sólo 0,5 mm de diámetro, para tratar el glaucoma; y una rama de la nanotecnología del ADN que implica tejer el ADN en estructuras tridimensionales que podrían utilizarse, por ejemplo, en la bioimagen y la administración inteligente de fármacos, llevando la quimioterapia directamente a las células cancerosas objetivo.

El interés por los dispositivos médicos inspirados en el origami ha crecido bastante en la última década, dice Frecker, cuyo equipo trabaja ahora en un producto inspirado en el origami para proteger a los médicos que realizan cirugías de senos nasales de la exposición a las gotas de aerosol de sus pacientes.

Por el momento, la mayoría de las aplicaciones médicas inspiradas en el origami siguen en fase de investigación o de prototipo. Pueden pasar años hasta que se consigan fondos, el interés de los fabricantes y la aprobación de la FDA. Se está pasando gradualmente de los laboratorios a las empresas, dice Howell. Eso lleva tiempo.

Los principios básicos del origami (derivar el movimiento de los pliegues y los despliegues, convertir algo plano en algo tridimensional, reducir algo grande a algo pequeño plegándolo, utilizar técnicas sencillas para obtener resultados complejos) han cambiado la forma en que los ingenieros biomédicos ven su trabajo.

Para Frecker, estos conceptos también han cambiado su forma de ver el mundo. Nunca me había dado cuenta de lo omnipresente que es el origami hasta que empecé a trabajar en él en mi investigación, dice. Está en todas partes.