Por Elizabeth Cohen.
Los investigadores están trabajando en vendajes que permitan la monitorización remota y administren tratamientos con rayos de luz o electricidad.
Está en camino una nueva generación de vendajes inteligentes que podrían permitir a los médicos controlar las heridas de forma remota, disminuir las cicatrices y acelerar la curación con un rayo de luz o electricidad.
Estos vendajes de alta tecnología podrían eventualmente reemplazar las construcciones actuales, generalmente simples, de gasa y plástico o látex, que no pueden detectar nada sobre la herida que se encuentra debajo y no hacen mucho más que aplicar presión o mantener una crema o ungüento en su lugar.
“En cierto modo practicamos la medicina medieval en el cuidado de heridas. Son un montón de cataplasmas y ungüentos”, dice el Dr. Geoffrey Gurtner , presidente del departamento de cirugía de la Facultad de Medicina de la Universidad de Arizona en Tucson, quien se encuentra entre los que trabajan para desarrollar un vendaje inteligente. «No ha habido mucha innovación».
Los vendajes inteligentes son parte de la floreciente industria de la tecnología portátil , ayudada por microsistemas más avanzados y electrónica flexible e impulsada en parte por una financiación de 55 millones de dólares anunciada en 2019 por Darpa, el brazo de investigación del Departamento de Defensa, para desarrollar bioelectrónica que ayude a curar heridas. .
Ahora los prototipos de vendajes inteligentes llenan las salas de exhibición de las conferencias médicas. Muchos contienen pequeños dispositivos electrónicos que pueden detectar cómo se está curando una herida y transmitir la información de forma inalámbrica a un médico. Algunos permiten al médico dispensar tratamientos de forma remota. Tal sofisticación técnica probablemente no sería necesaria para un simple corte o rasguño, pero podría salvar vidas en heridas graves tratadas en el hospital o heridas crónicas atendidas en casa.
Circuitos flexibles para un vendaje inteligente, desarrollado por un equipo dirigido por la Universidad de Stanford.
«Se podrían tener centros de atención médica que monitoreen estos dispositivos y se comuniquen con los pacientes cuando haya un problema potencial y les aconsejen sobre los próximos pasos», dice el Dr. William Tettelbach , especialista en el cuidado de heridas y presidente de la Asociación Estadounidense de Cuidado Profesional de Heridas. «Creo que es realmente el futuro».
Muchos de estos inventos se encuentran en etapas iniciales (algunos en pruebas con animales o humanos y otros aún en el laboratorio) y lejos de llegar al mercado.
«Es una zona muy candente en este momento», dice Guillermo Ameer , ingeniero biomédico y profesor de la Universidad Northwestern. «Cuando comenzamos en esta área hace cinco años, había muy poca gente, muy pocos laboratorios, analizando sistemas inteligentes o vendajes inteligentes», dice. «Ahora tenemos muchos investigadores y colegas, no sólo en Estados Unidos, sino también en China y Europa, que están trabajando en esto».
Muchos de los vendajes inteligentes utilizan un circuito electrónico que se guarda en el bolsillo del vendaje. Cuando es necesario cambiar el vendaje, el circuito sale del bolsillo y se coloca en un vendaje nuevo. Los circuitos suelen ser flexibles, como el desarrollado por un equipo de investigadores dirigido por la Universidad de Stanford y descrito en un estudio de 2022 .
Investigadores de la Universidad de Pensilvania y la Universidad de Rutgers están probando un vendaje en ratones y ratas que puede detectar infecciones y luego administrar electroterapia (una descarga de electricidad) para ayudar a acelerar la curación. Algunos estudios han demostrado que la estimulación eléctrica puede aumentar la migración de las células inmunitarias para matar gérmenes y eliminar las células muertas en el lugar de la herida, y ensayos clínicos aleatorios han indicado que la estimulación eléctrica puede mejorar la cicatrización de las heridas.
Imaginan que el vendaje envíe informes a través de una aplicación de teléfono celular, dice Yuanwen Jiang , ingeniero y profesor asistente de la Universidad de Pensilvania, que está trabajando en el proyecto con Simiao Niu , ingeniero y profesor asistente de la Universidad de Rutgers.
Un prototipo de vendaje para administrar electroterapia, de investigadores de la Universidad de Pensilvania y la Universidad de Rutgers.
«El vendaje podrá transmitir las señales de la herida en tiempo real al médico, por lo que será alertado si ocurre algo que se desvíe dramáticamente», dice Jiang, quien anteriormente fue becario postdoctoral en Stanford y coautor del estudio de 2022.
El vendaje también podría tener la capacidad de administrar antibióticos, que podrían almacenarse en una pequeña cápsula o hidrogel. Si se produce una infección, un médico podría ordenar de forma remota que se abra una válvula y que se aplique la pomada a la herida. La teoría es que si el antibiótico se administra temprano y la herida sana fácilmente, ayudaría a evitar una producción excesiva de colágeno, que puede producir cicatrices. El equipo espera comenzar a realizar pruebas en humanos el próximo año.
En Northwestern, Ameer es el investigador principal de equipos que están trabajando en dos vendajes inteligentes, los cuales han sido probados en ratones y ahora se están probando en cerdos.
Se dispensa un medicamento, en este caso, un compuesto llamado citrato de pantenol , que según Ameer tiene propiedades antioxidantes y antibacterianas y puede estimular el crecimiento de los vasos sanguíneos.
Investigadores de la Universidad Northwestern han desarrollado electrodos para detectar qué tan rápido se cura una herida y transmitir información al médico, quien puede programar la terapia de forma remota.
El otro vendaje inteligente tiene dos electrodos (uno con forma de flor encima de la herida y otro con forma de anillo alrededor) que envían corrientes eléctricas para medir cuán húmeda está. La humedad indica que la herida aún está tratando de sanar y un ambiente más seco indica que la curación está más avanzada.
El vendaje transmite de forma inalámbrica los niveles de humedad al médico, quien puede programar de forma remota los electrodos para administrar electroterapia, promoviendo el crecimiento de nuevas células de la piel y vasos sanguíneos.
Una pequeña bobina en el vendaje, similar a las que se utilizan para cargar teléfonos móviles de forma inalámbrica, alimenta el sistema, y todo el aparato eléctrico está cubierto con una cinta protectora transparente. Con electrodos hechos de un metal llamado molibdeno, que es lo suficientemente delgado como para biodegradarse, todo el vendaje se disuelve cuando termina de trabajar. Los investigadores esperan comenzar las pruebas en humanos el próximo año con ambos vendajes.
En otras tecnologías, un equipo de la Universidad de Southampton en Inglaterra está desarrollando un vendaje que utiliza pequeñas luces LED para emitir luz ultravioleta-C, esterilizando la herida a medida que sana. El vendaje aún no se ha sometido a ensayos con animales.
Un primer prototipo del vendaje de luz ultravioleta que se está desarrollando en la Universidad de Southampton.
Los vendajes inteligentes podrían incluso ir más allá de las heridas. El equipo de Southampton, dirigido por el profesor de ingeniería Steve Beeby , también está trabajando en un vendaje para controlar la dermatitis atópica, un tipo común de eccema que causa piel seca y agrietada, utilizando un sensor que detecta los niveles de humedad en la piel. Envía esa información a los médicos, quienes pueden usarla para ayudar a determinar si un tratamiento está funcionando.
La producción de vendajes inteligentes podría costar más que los dispositivos tradicionales, y es demasiado pronto para decir cómo los cubriría el seguro. Pero los investigadores dicen que la detección temprana y la atención de las infecciones podrían, en última instancia, salvar vidas y salvar costos médicos. Los diabéticos constituyen una gran parte de quienes sufren complicaciones de heridas, y se estima que en 2020 hubo 160.000 hospitalizaciones por amputaciones entre adultos diabéticos, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU. Los gastos de Medicare para todas las heridas crónicas en 2019 ascendieron a un estimado de $22,5 mil millones , según un estudio publicado en el Journal of Medical Economics.
«He visto pacientes que han tenido heridas durante 10 o 20 años, y probablemente han acumulado millones de dólares, un hospital, una visita [al médico] a la vez», dice Gurtner de la Facultad de Medicina de la Universidad de Arizona. -Tucson. Bioingeniero, además de cirujano, está desarrollando un vendaje inteligente fruto de su experiencia en las clínicas semanales de heridas. “Atiendo a los pacientes los martes y se ven bien, todo se ve bien, se están curando. Y luego los ves el martes siguiente y tienen una celulitis desgarradora, y tienes que enviarlos a la sala de emergencias para que les amputen”, dice. «En algún momento entre esos dos momentos, algo cambió».
El Dr. Geoffrey Gurtner de la Universidad de Arizona-Tucson está trabajando en un vendaje inteligente con ingenieros de la Universidad de Stanford que utiliza estimulación eléctrica y biosensores.
Gurtner está desarrollando un vendaje junto con ingenieros de la Universidad de Stanford, donde forma parte del cuerpo docente emérito. Utiliza estimulación eléctrica y biosensores para ayudar a aumentar el flujo sanguíneo al tejido lesionado, cerrar las heridas más rápidamente y reducir la infección. Una fina capa eléctrica contiene sensores, un estimulador eléctrico y circuitos inalámbricos para alimentar los componentes electrónicos y proporcionar transmisión de datos por Bluetooth. Juntos, miden el proceso de curación de la herida, aumentando la estimulación eléctrica si la herida se infecta o se cura demasiado lentamente.
En marzo, el equipo de Gurtner empezó a probar el dispositivo en humanos. Esperan que las pruebas concluyan en 18 meses y luego solicitarán la aprobación de la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos.
Un objetivo final sería que el vendaje inteligente solucione el problema sin la participación de un médico. Gurtner, que cuenta con 1,8 millones de dólares de financiación del Instituto de Medicina Regenerativa de las Fuerzas Armadas, una colaboración del Departamento de Defensa, el mundo académico y la industria privada, imagina que su vendaje inteligente se utilizará para detectar y tratar infecciones en soldados heridos en el campo de batalla.