Un apósito biosensor ayuda en la recuperación de heridas crónicas

Otro ámbito de la sanidad está explorando el potencial de los biosensores para ofrecer tratamientos más eficaces: el de los apósitos inteligentes. Los cortes, rasguños, quemaduras u otras lesiones pueden parecer algo inofensivo para lo que el propio organismo garantiza una curación instantánea. Sin embargo, esto no es cierto para las personas con diabetes y/o un proceso de cicatrización más lento y difícil, que pueden correr el riesgo de sufrir heridas crónicas, infecciones e incluso amputaciones.

El cuidado de las heridas es un problema mundial que mueve miles de millones de dólares. Sólo en Estados Unidos afecta a 6,7 millones de personas, es decir, alrededor del 2% de la población, con un coste anual de 25.000 millones de dólares. Las terapias actuales utilizan fármacos, injertos de piel y presión negativa, entre otros, pero pueden llegar a intervenciones quirúrgicas de urgencia, lo que aumenta los riesgos de morbilidad y mortalidad. Además, las infecciones microbianas en el lugar de la herida pueden prolongar gravemente el proceso de cicatrización y provocar necrosis, sepsis e incluso la muerte.

Cada vez se recetan más antibióticos tópicos y sistémicos a los pacientes que sufren heridas crónicas, pero el uso excesivo, el abuso y la mala aplicación de los antibióticos están provocando un aumento de la resistencia de las bacterias a los fármacos, lo que causa más daños a los pacientes y al sistema sanitario en general.

Para ayudar a combatir a este enemigo, los investigadores del Caltech han desarrollado un nuevo tipo de apósito inteligente que podría facilitar el cuidado de las heridas y hacerlo más eficaz y barato.

“Hay muchos tipos distintos de heridas crónicas, sobre todo úlceras diabéticas y quemaduras que duran mucho tiempo y causan grandes problemas a los pacientes. Hay demanda de algún tipo de tecnología que facilite la recuperación”, explica Wei Gao, profesor adjunto de ingeniería médica y becario de investigación del Instituto de Investigación Médica Heritage de Caltech.

La cicatrización de heridas crónicas es un proceso biológico muy complejo que consta de cuatro fases integradas y superpuestas: hemostasia, inflamación, proliferación y remodelación. En cada una de estas fases, la composición química de la herida cambia sustancialmente, indicando la fase de cicatrización e incluso la presencia de una infección. Por ejemplo, el aumento de la temperatura se asocia a la infección bacteriana, y los cambios de temperatura pueden proporcionar información sobre diversos factores relevantes para la cicatrización.

A diferencia de los apósitos convencionales, compuestos por capas de material absorbente, los apósitos inteligentes están hechos de un polímero flexible y elástico que contiene componentes electrónicos y medicamentos incorporados. Los sensores controlan moléculas como el ácido úrico o el lactato, así como condiciones como el nivel de pH o la temperatura de la herida, que pueden indicar inflamación o infección bacteriana.

El apósito inteligente puede dar respuesta a los problemas de tres maneras: en primer lugar, puede transmitir los datos recogidos de la herida a un ordenador, tableta o smartphone cercanos, mediante tecnología inalámbrica, para que el paciente o un profesional sanitario realice un seguimiento. En segundo lugar, puede administrar un antibiótico u otro medicamento almacenado en el apósito, inyectándolo directamente en la zona de la herida para tratar la inflamación o la infección. Y también puede aplicar un campo eléctrico de baja intensidad a la herida para estimular el crecimiento del tejido, lo que acelera la cicatrización.

En el laboratorio, se ha demostrado que los apósitos inteligentes proporcionan información precisa en tiempo real sobre el estado de las heridas y los estados metabólicos, y muestran una tasa de cicatrización de heridas infectadas crónicas similar a la encontrada en condiciones habituales.

Los investigadores afirman que los resultados son prometedores y que las futuras investigaciones, en colaboración con otras instituciones, se centrarán en mejorar la tecnología y probarla en humanos, cuyas necesidades terapéuticas pueden diferir de las de los animales de laboratorio.

“Hemos demostrado esta prueba de concepto en modelos animales pequeños, pero en el futuro nos gustaría aumentar la estabilidad del apósito inteligente y probarlo también en heridas crónicas más grandes, porque los parámetros de la herida y el microentorno pueden variar”, comenta Gao.

El artículo que describe la investigación. “A stretchable wireless wearable bioelectronic system for multiplexed monitoring and combination treatment of infected chronic wounds” apareció en la edición del 24 de marzo de la revista Science Advances.