6 de septiembre de 2023: Te cortas. Te pones una venda. En aproximadamente una semana, su herida sanará.
La mayoría de la gente da por sentada esta rutina. Pero para los más de 8,2 millones de estadounidenses que padecen heridas crónicas, no es tan sencillo.
Las lesiones traumáticas, las complicaciones posquirúrgicas, la edad avanzada y las enfermedades crónicas como la diabetes y las enfermedades vasculares pueden alterar el delicado proceso de curación y provocar heridas que duran meses o años.
Si no se trata, aproximadamente 30% conducir a la amputación. Y estudios recientes muestran que el riesgo de morir por una complicación de una herida crónica en un plazo de cinco años rivaliza con el de la mayoría de las personas. cánceres.
Sin embargo, hasta hace poco, la tecnología médica no había estado a la altura de lo que los expertos dicen que es una amenaza creciente para el público. salud.
“El cuidado de las heridas, incluso con todos los miles de millones de productos que se venden, todavía existe en una especie de nivel medieval”, dijo Geoffrey Gurtner, MD, presidente del departamento de cirugía y profesor de ingeniería biomédica en la Facultad de Medicina de la Universidad de Arizona. Medicamento. “Todavía nos estamos poniendo cataplasmas y ungüentos… y cuando se trata de diagnosticar infecciones, es realmente un arte. Pienso que podemos hacerlo mejor.”
El vendaje de la vieja escuela se encuentra con la IA
Gurtner se encuentra entre docenas de médicos e investigadores que reinventan el humilde vendaje, combinando ciencia de materiales de vanguardia con inteligencia artificial (IA) y datos de pacientes para desarrollar “vendajes inteligentes” que hacen mucho más que proteger una herida.
Algún día pronto, estos vendajes finos como el papel con dispositivos electrónicos miniaturizados podrían monitorear el proceso de curación en tiempo real, alertando al paciente (o al médico) cuando algo vaya mal. Con solo presionar un botón de un teléfono inteligente, ese vendaje podría administrar un medicamento para combatir una infección o un pulso eléctrico para estimular la curación.
Algunos diseños de “circuito cerrado” no necesitan indicaciones, sino que monitorean la herida y le dan automáticamente lo que necesita.
Otros en desarrollo podrían detener la hemorragia de una herida en el campo de batalla o iniciar la curación de una herida por explosión, previniendo una discapacidad a largo plazo.
Las mismas tecnologías podrían, si el precio es correcto, acelerar la curación y reducir también las cicatrices en cortes y raspaduras menores, afirmó Gurtner.
Y a diferencia de muchas innovaciones médicas de vanguardia, estos vendajes de próxima generación podrían fabricarse a un costo relativamente bajo y beneficiar a algunas de las poblaciones más vulnerables, incluidos los adultos mayores, las personas con bajos ingresos y las de los países en desarrollo.
También podrían ahorrarle dinero al sistema de atención médica, ya que Estados Unidos gasta más de 28 mil millones de dólares al año en el tratamiento de enfermedades crónicas. heridas.
“Esta es una condición que muchos pacientes consideran vergonzosa y embarazosa, por lo que no ha habido mucha defensa”, dijo Gurtner, presidente saliente de la junta directiva de la Wound Healing Society. “Es un problema relativamente ignorado que afecta a una población desatendida y que tiene un costo enorme. Es una tormenta perfecta”.
Cómo sanan o no las heridas
La curación de heridas es uno de los procesos más complejos del ser humano. cuerpo.
Las primeras plaquetas corren hacia la lesión, lo que provoca que la sangre se coagule. Luego, las células inmunitarias emiten compuestos llamados citoquinas inflamatorias, que ayudan a combatir los patógenos y mantener a raya las infecciones. Otros compuestos, incluido el óxido nítrico, provocan el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos y colágeno para reconstruir la piel y el tejido conectivo. A medida que la inflamación disminuye y se detiene, la carne continúa reformándose.
Pero algunas condiciones pueden detener el proceso, a menudo en la etapa inflamatoria.
En las personas con diabetes, los niveles altos de glucosa y la mala circulación tienden a sabotear el proceso. Y es posible que las personas con daños en los nervios debido a lesiones de la médula espinal, diabetes u otras dolencias no puedan sentir cuando una herida empeora o se vuelve a lesionar.
“Terminamos con pacientes que pasan meses con heridas abiertas que están supurando e infectadas”, dijo Roslyn Rivkah Isseroff, MD, profesora de dermatología en la Universidad de California Davis y jefa de la clínica de curación de heridas del VA Northern California Health Care System. “Los pacientes están molestos con el olor. Estas úlceras abiertas ponen al paciente en riesgo de sufrir una infección sistémica, como sepsis”. Puede afectar la salud mental y agotar la capacidad del paciente para cuidar su herida.
“Los vemos una vez a la semana y los enviamos a casa y les decimos que se cambien la ropa todos los días, y ellos dicen: ‘Apenas puedo moverme’. No puedo hacer esto’”, dijo Isseroff.
Comprobar si hay infección significa quitar los vendajes y cultivar la herida. Esto puede ser doloroso y los resultados toman tiempo.
A una herida le pueden pasar muchas cosas en una semana.
“A veces, regresan y es un desastre y tienen que ser ingresados en urgencias o incluso sufrir una amputación”, dijo Gurtner.
Las personas que tienen vivienda insegura o carecen de acceso a atención médica son aún más vulnerables a las complicaciones.
“Si tuvieras la capacidad de decir ‘está sucediendo algo malo’, podrías hacer mucho para evitar esta cascada y espiral descendente”.
Vendas 2.0
En 2019, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), el brazo de investigación del Departamento de Defensa, lanzó el programa Bioelectrónica para la Regeneración de Tejidos (BETR) para alentar a los científicos a desarrollar un “circuito cerrado”. vendaje capaz de monitorear y acelerar la curación.
Desde entonces, decenas de millones en financiación han impulsado una avalancha de innovación.
“Es una especie de carrera hasta el final”, dijo Marco Rolandi, PhD, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de California en Santa Cruz e investigador principal de un equipo que incluye ingenieros, médicos e informáticos de UC Santa. Cruz, UC Davis y Tufts. “Me ha sorprendido e impresionado todo el trabajo que está surgiendo”.
El objetivo de su equipo es reducir el tiempo de curación a la mitad mediante el uso de (a) monitoreo en tiempo real de cómo se está curando una herida, usando indicadores como temperatura, nivel de pH, oxígeno, humedad, glucosa, actividad eléctrica y ciertas proteínas, y (b ) estimulación adecuada.
“Cada herida es diferente, por lo que no existe una única solución”, afirmó Isseroff, líder clínico del equipo. “La idea es que será capaz de detectar diferentes parámetros exclusivos de la herida, utilizar IA para determinar en qué etapa se encuentra y proporcionar el estímulo adecuado para sacarla de esa etapa estancada”.
El equipo ha desarrollado un prototipo de prueba de concepto: un vendaje con una pequeña cámara que toma fotografías y las transmite a un algoritmo informático para evaluar el progreso de la herida. Los actuadores o motores miniaturizados que funcionan con baterías administran automáticamente los medicamentos.
Los ensayos de fase I en roedores salieron bien, afirmó Rolandi. El equipo ahora está probando el vendaje en cerdos.
En todo el mundo, se están llevando a cabo otros avances prometedores.
En un artículo científico publicado en mayo, investigadores de la Universidad de Glasgow, Escocia, describieron un nuevo vendaje “de bajo costo y respetuoso con el medio ambiente” con diodos emisores de luz (LED) que utilizan luz ultravioleta para matar bacterias, sin necesidad de antibióticos. . La tela está cosida con una bobina delgada y flexible que enciende las luces sin batería mediante transferencia de energía inalámbrica. En estudios de laboratorio, erradicó las bacterias gramnegativas (algunos de los bichos más desagradables) en 6 horas.
También en mayo, en la revista Materiales bioactivos, un equipo de Penn State detalló un vendaje con microagujas que inyectan medicamentos que pueden detener el sangrado inmediatamente después de una lesión. En pruebas de laboratorio y con animales, redujo el tiempo de coagulación de 11,5 minutos a 1,3 minutos y el sangrado en 90%.
“En el caso de lesiones hemorrágicas, a menudo es la pérdida de sangre, no la lesión en sí, lo que causa la muerte”, dijo el autor del estudio, Amir Sheikhi, PhD, profesor asistente de ingeniería química y biomédica en Penn State. “Esos 10 minutos podrían marcar la diferencia entre la vida y la muerte”.
Otro vendaje inteligente, desarrollado en la Universidad Northwestern, se disuelve inofensivamente (con electrodos y todo) en el cuerpo cuando ya no es necesario, eliminando lo que puede ser un vendaje doloroso. eliminación.
Guillermo Ameer, DSc, autor del estudio que informa sobre la tecnología en Avances científicosespera que pueda fabricarse a bajo costo y utilizarse en los países en desarrollo.
“Nos gustaría crear algo que pudieras usar en tu hogar, incluso en una aldea muy remota”, dijo Ameer, profesor de ingeniería biomédica en Northwestern.
Cronograma para uso clínico
Estos son los primeros días del vendaje inteligente, afirman los científicos. La mayoría de los estudios se han realizado en roedores y se necesita más trabajo para desarrollar vendajes a escala humana, reducir costos, resolver el almacenamiento de datos a largo plazo y garantizar que el material se adhiera bien sin irritar la piel.
Pero Gurtner tiene la esperanza de que dentro de unos años se pueda utilizar alguna iteración en la práctica clínica.
En mayo, él y sus colegas de la Universidad de Stanford publicaron un artículo en Naturaleza Biotecnología describiendo su vendaje inteligente. Él incluye una unidad de microcontrolador, una antena de radio, biosensores y un estimulador eléctrico, todos fijados a un polímero (o hidrogel) gomoso, similar a la piel, del grosor de una sola capa de pintura de látex.
El vendaje detecta cambios de temperatura y conductividad eléctrica a medida que cicatriza la herida. Y proporciona estimulación eléctrica para acelerar la curación.
Los animales tratados con el vendaje sanaron un 25% más rápido y dejaron un 50% menos de cicatrices.
Las corrientes eléctricas ya se utilizan para la curación de heridas en la práctica clínica, afirmó Gurtner. Debido a que el estímulo ya está aprobado y el costo de hacer el vendaje podría ser bajo (entre $10 y $50), cree que podría pasar por los procesos de aprobación con relativa rapidez.
“¿Es esta la encarnación definitiva de todos los detalles que son posibles en un vendaje inteligente? No. Todavía no”, dijo. “Pero creemos que ayudará a la gente. Y ahora mismo eso es suficiente”.