Existen situaciones en las que una herida no se cura, se vuelve crónica y se mantiene abierta durante meses. Esto ocurre cuando se producen infecciones, en la diabetes o si se tiene el sistema inmunitario deprimido, pues retrasan el proceso de cicatrización.
Las heridas crónicas, además de ser un riesgo potencial para la salud, pueden provocar ansiedad y depresión. Las soluciones, sin embargo, son escasas. Hasta ahora.
Un grupo de investigadores de la Universidad de Stanford, en California, ha desarrollado un vendaje inteligente inalámbrico que se ha mostrado prometedor para acelerar la reparación de los tejidos. El vendaje monitoriza el proceso de curación de la herida a la vez que la trata.
Los investigadores afirman en su artículo de Nature Biotechnology que su dispositivo favorece un cierre más rápido de las heridas, aumenta el flujo sanguíneo al tejido lesionado y mejora la recuperación de la piel reduciendo significativamente la formación de cicatrices.
El vendaje está compuesto de circuitos inalámbricos que utilizan sensores de impedancia/temperatura para controlar la progresión de la cicatrización de la herida. Si la herida está menos curada o se detecta una infección, los sensores informan a una unidad central de procesamiento para que aplique más estimulación eléctrica en el lecho de la herida para acelerar el cierre del tejido y reducir la infección. Los investigadores pudieron seguir los datos de los sensores en tiempo real en un smartphone, sin necesidad de cables.
¿Cómo funciona el vendaje?
El dispositivo consiste en una capa electrónica, que incluye una unidad de microcontrolador (MCU), una antena de radio, una memoria, un estimulador eléctrico, biosensores y otros componentes, con solo un grosor de 100 micras.
Los circuitos se encuentran colocados sobre un hidrogel, que es el que proporciona la estimulación curativa al tejido lesionado y recoge datos del biosensor en tiempo real. Este polímero se adhiere firmemente a la herida cuando es necesario y se desprende limpiamente y sin dañar la herida cuando se calienta unos grados por encima de la temperatura corporal.
"Al sellar la herida, el vendaje inteligente protege mientras se cura", afirma Yuanwen Jiang, coprimer autor del estudio y becario posdoctoral en el laboratorio de Zhenan Bao, catedrático K.K. Lee de Ingeniería Química en la Facultad de Ingeniería de Stanford. "Pero no es una herramienta pasiva. Es un dispositivo de curación activa que podría transformar el estándar de atención en el tratamiento de las heridas crónicas”.
Con anterioridad se ha comprobado que la estimulación eléctrica acelera la migración de los queratinocitos a la herida. Los queratinocitos son las células mayoritarias que tenemos en la piel y contienen queratina. La estimulación eléctrica también minimiza las infecciones de tipo bacteriano y evita que se desarrollen biopelículas en las superficies de las heridas. Gracias a todo esto se promueve el crecimiento de los tejidos y su reparación.
Los investigadores han logrado coger esta tecnología, ya conocida, y la han integrado con datos de biosensores en tiempo real, para ofrecer una novedosa modalidad de tratamiento automatizado basado en biosensores.
Los biosensores del vendaje inteligente son capaces de controlar los cambios que puedan producirse en la zona, midiendo de manera precisa el estado en tiempo real de la herida. Desde el punto de vista técnico, el dispositivo detecta los cambios de conductividad y temperatura en la piel a medida que la herida se cura: la impedancia eléctrica aumenta cuando las heridas se curan y la temperatura local disminuye cuando la inflamación disminuye.
"Con la estimulación y la detección en un solo dispositivo, el vendaje inteligente acelera la cicatrización, pero también hace un seguimiento de la mejora de la herida", dice Artem Trotsyuk, unos de los autores del estudio. "Creemos que representa una nueva modalidad que permitirá nuevos descubrimientos biológicos y la exploración de hipótesis hasta ahora difíciles de comprobar sobre el proceso de curación humano".
Los investigadores no se han quedado aquí y es que están trabajando en entender por qué y cómo la estimulación eléctrica cura más rápidamente una herida. Por el momento, creen que la estimulación eléctrica promueve la activación de genes pro-regenerativos como el Selenop, un gen antiinflamatorio que se ha descubierto que ayuda a la eliminación de patógenos y a la reparación de heridas, y el Apoe, que se ha demostrado que aumenta el crecimiento de los músculos y los tejidos blandos.
También han visto que la estimulación eléctrica aumentó la cantidad de glóbulos blancos, concretamente monocitos y macrófagos, mediante el reclutamiento de mayores cantidades de macrófagos antiinflamatorios M2, de los que se ha informado previamente que son pro-regenerativos y que desempeñan un papel clave en la cicatrización de las heridas.
El vendaje inteligente es aún un prototipo. Todavía quedan obstáculos que salvar como aumentar su tamaño a escala humana, reducir su coste y resolver posibles problemas de almacenamiento de datos a largo plazo. Habrá que ver si el hidrogel no da reacción en la piel. También se podría añadir nuevos sensores que resultarían útiles, como los que miden los metabolitos, los biomarcadores y el pH.
A pesar de las dificultades que pueden surgir, los investigadores están contentos y creen que su vendaje es prometedor.
