El revolucionario vendaje inteligente monitorea las heridas y brinda terapia dirigida para una curación más rápida

• El vendaje inteligente puede controlar las condiciones de las heridas crónicas y administrar los medicamentos adecuados. 
• Tiene sensores de pH, temperatura y oxígeno fabricados en papel pergamino.
• Todos los componentes se seleccionan para mantener su costo bajo. 

Las heridas crónicas que no cicatrizan, como las piedras de la cama y el pie diabético, afectan a más de 6,5 millones de estadounidenses cada año. Según una investigación, tratar este tipo de heridas cuesta más de 25 mil millones de dólares anualmente, y aumenta cada año debido a los crecientes niveles de diabetes y obesidad en la población que envejece.

Los tratamientos existentes son genéricos, requieren mucha mano de obra y son bastante caros. En la mayoría de los casos, dependen de la limpieza típica, la oxigenoterapia, el desbridamiento (eliminación de tejidos dañados) o la administración sistémica de antibióticos. Los apósitos disponibles en hospitales y clínicas (hidrocoloides, espumas, hidrogeles, alginatos y más) no son muy efectivos.

Por ello, investigadores de la Universidad de Tufts han construido un vendaje inteligente para controlar periódicamente el estado de las heridas crónicas y administrar medicamentos adecuados para aumentar las posibilidades de curación. El prototipo tiene como objetivo transformar el tratamiento de vendaje pasivo convencional en un paradigma eficiente para abordar desafíos médicos difíciles.

Componentes de Smart Bandage

Para ayudar al proceso de curación natural, el equipo desarrolló el vendaje con elementos calefactores y transportadores de fármacos termosensibles, que pueden transferir fármacos adecuados en respuesta a sensores de temperatura y pH integrados que controlan la infección y la inflamación.

Un vendaje inteligente con microprocesador (izquierda) y módulo para cubrir heridas (derecha) | Crédito: Mike Silver/Universidad de Tufts

A diferencia de los vendajes convencionales, el vendaje inteligente integra sensores (oxígeno, pH, mediadores inflamatorios), administración de fármacos (antibióticos, oxígeno, células madre) e inteligencia electrónica para mejorar significativamente el proceso de curación al monitorear las respuestas individuales y permitir modificaciones adecuadas en la terapia. Todo esto se hace con una intervención limitada por parte del cuidador o del paciente.

¿Cómo funciona?

Uno de los parámetros cruciales para seguir el progreso de una herida crónica es el nivel de pH. Las heridas que cicatrizan habitualmente tienen un valor de pH entre 5,5 y 6,5, pero para las heridas que no cicatrizan, el valor supera 6,5. Otro parámetro clave es la temperatura, que proporciona el nivel de inflamación cerca de la herida.

El vendaje inteligente tiene sensores de plata a nanoescala (utilizada como antiséptico), pH, temperatura y oxígeno fabricados en papel pergamino (hidrofóbico). El módulo de suministro de oxígeno se basa en la conversión catalítica de peróxido de hidrógeno sobre áreas depositadas de nanopartículas de dióxido de manganeso.

Parche de generación y detección de oxígeno | Cortesía de investigadores 

El papel hidrofóbico es biocompatible y adecuado para apósitos para heridas. Pueden evitar que el peróxido de hidrógeno toque el área infectada y permitir que el oxígeno se difunda al lecho de la herida.

Referencia:NextFlex | Universidad de Tufts

Todos los componentes del vendaje inteligente se seleccionan para mantener su costo bajo. Además, han hecho que todos los componentes sean desechables, excepto el microprocesador, que se puede reutilizar.

Pruebas y Aplicaciones

Este tipo de vendajes inteligentes tiene una variedad de posibilidades:se pueden integrar con otros módulos de detección, medicamentos y factores de crecimiento para tratar diferentes afecciones en respuesta a múltiples marcadores de curación.

El prototipo ha sido probado con éxito en condiciones in vitro (entorno controlado fuera de un organismo vivo). El equipo ahora está realizando estudios clínicos en condiciones vivos (organismos vivos) para determinar sus ventajas sobre los vendajes convencionales.

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Es posible que enfrenten los siguientes desafíos al hacer esto:

1. Imprimir materiales heterogéneos necesarios en papel pergamino bajo ciclos de doblado repetidos.
2. Integración de canales flexibles de administración de microfluidos.
3. Encapsulado adecuado de módulos eléctricos.