Desarrollan un vendaje electrónico que acelera un 30% la cicatrización

Investigadores de la Universidad Northwestern (Estados Unidos) han desarrollado por primera vez un vendaje pequeño, flexible y elástico que acelera la cicatrización aplicando electroterapia directamente en el lugar de la herida. En un estudio con animales, publicado en la revista «Science Advances», el nuevo vendaje curó las úlceras diabéticas un 30% más rápido que en ratones sin el vendaje.

Además, el vendaje supervisa activamente el proceso de cicatrización y se disuelve inofensivamente, con electrodos y todo, en el organismo cuando ya no es necesario. El nuevo dispositivo podría ser una poderosa herramienta para los pacientes diabéticos, cuyas úlceras pueden provocar diversas complicaciones, como la amputación de miembros o incluso la muerte, señalan los investigadores. Se trata del primer vendaje biorreabsorbible capaz de administrar electroterapia y del primer ejemplo de sistema regenerativo inteligente.

Soluciones que funcionen

«Cuando una persona sufre una herida, el objetivo siempre es cerrarla lo antes posible, explica Guillermo A. Ameer, de Northwestern y codirector del estudio. De lo contrario, una herida abierta es susceptible de infección. Y, para las personas con diabetes, las infecciones son aún más difíciles de tratar y más peligrosas».

«Para estos pacientes, existe una gran necesidad de soluciones rentables que realmente funcionen, prosigue. Nuestro nuevo vendaje es rentable, fácil de aplicar, adaptable, cómodo y eficaz a la hora de cerrar heridas para prevenir infecciones y complicaciones posteriores».

«Aunque se trata de un dispositivo electrónico, los componentes activos que interactúan con el lecho de la herida son totalmente reabsorbibles, explica John A. Rogers, catedrático de Ingeniería Biomédica en la Escuela de Ingeniería McCormick de la Northwestern y profesor de Cirugía en la Escuela de Medicina Feinberg de la Northwestern University, y coautor del estudio. Como tales, los materiales desaparecen de forma natural una vez completado el proceso de cicatrización, evitando así cualquier daño al tejido que de otro modo podría causar la extracción física».

Más riesgo en pacientes diabéticos

Entre el 15 y el 25% de esa los pacientes de diabetes desarrolla una úlcera de pie diabético en algún momento de su vida. Dado que la diabetes puede causar daños en los nervios que conducen al entumecimiento, las personas diabéticas pueden sufrir una simple ampolla o un pequeño rasguño que pasa desapercibido y no se trata.

Como los niveles elevados de glucosa también engrosan las paredes capilares, la circulación sanguínea se ralentiza, lo que dificulta la curación de estas heridas. Es una tormenta perfecta para que una pequeña lesión evolucione hasta convertirse en una herida peligrosa.

Los investigadores tenían curiosidad por saber si la terapia de estimulación eléctrica podría ayudar a cerrar estas heridas rebeldes. Según Ameer, las lesiones pueden alterar las señales eléctricas normales del cuerpo. Al aplicar la estimulación eléctrica, se restablecen las señales normales del cuerpo, atrayendo nuevas células para que migren al lecho de la herida.

«Nuestro cuerpo depende de las señales eléctricas para funcionar, explica Ameer. Intentamos restablecer o promover un entorno eléctrico más normal en toda la herida. Observamos que las células migraban rápidamente a la herida y regeneraban el tejido cutáneo de la zona. El nuevo tejido cutáneo incluía nuevos vasos sanguíneos y la inflamación se redujo».

Históricamente, los médicos han utilizado la electroterapia para la cicatrización, pero la mayoría de esos equipos incluyen aparatos voluminosos y con cables que sólo pueden utilizarse bajo supervisión en un entorno hospitalario. Para diseñar un producto más cómodo que pudiera llevarse en casa las 24 horas del día, Ameer se asoció con Rogers, un pionero de la bioelectrónica que introdujo por primera vez el concepto de medicina electrónica biorreabsorbible en 2018.

Los dos investigadores y sus equipos acabaron desarrollando un pequeño vendaje flexible que envuelve suavemente el lugar de la lesión. Uno de los lados del sistema regenerativo inteligente contiene dos electrodos: Un electrodo diminuto en forma de flor que se coloca justo encima del lecho de la herida y otro en forma de anillo que se coloca sobre el tejido sano para rodear toda la herida. El otro lado del dispositivo contiene una bobina de recolección de energía para alimentar el sistema y un sistema de comunicación de campo cercano (NFC) para transportar datos de forma inalámbrica en tiempo real.

Evaluar el grado de cicatrización

El equipo también incluyó sensores capaces de evaluar el grado de cicatrización de la herida. Midiendo la resistencia de la corriente eléctrica a través de la herida, los médicos pueden controlar los progresos. Una disminución gradual de la medición de la corriente se relaciona directamente con el proceso de cicatrización. Así, si la corriente sigue siendo alta, los médicos saben que algo va mal.

Al incorporar estas funciones, el dispositivo puede manejarse a distancia, sin cables. Desde lejos, el médico puede decidir cuándo aplicar la estimulación eléctrica y supervisar el progreso de cicatrización de la herida.

«Cuando una herida intenta cicatrizar, genera un entorno húmedo, explica Ameer. Luego, a medida que cicatriza, debe secarse. La humedad altera la corriente, por lo que podemos detectarlo rastreando la resistencia eléctrica de la herida. Podemos recoger esa información y transmitirla de forma inalámbrica. En el tratamiento de heridas, lo ideal es que la herida se cierre en el plazo de un mes. Si tarda más, ese retraso puede ser motivo de preocupación», advierte.

En un estudio con un pequeño modelo animal, los investigadores aplicaron estimulación eléctrica durante sólo 30 minutos al día. Incluso este breve espacio de tiempo aceleró el cierre en un 30%.

Una vez cicatrizada la herida, el electrodo en forma de flor simplemente se disuelve en el cuerpo, evitando la necesidad de recuperarlo. El equipo fabricó los electrodos con un metal llamado molibdeno, muy utilizado en aplicaciones electrónicas y semiconductores. Descubrieron que cuando el molibdeno es lo bastante fino, puede biodegradarse. Además, no interfiere en el proceso de cicatrización.

Pioneros

«Somos los primeros en demostrar que el molibdeno puede utilizarse como electrodo biodegradable para la cicatrización de heridas, afirma Ameer. Al cabo de unos seis meses, la mayor parte había desaparecido. Y descubrimos que hay muy poca acumulación en los órganos. Nada fuera de lo normal, pero la cantidad de metal que utilizamos para fabricar estos electrodos es tan mínima que no esperamos que cause ningún problema importante», comenta.

A continuación, el equipo tiene previsto probar su vendaje para úlceras diabéticas en un modelo animal más grande. Después, pretenden probarlo en humanos. Como el vendaje aprovecha el poder curativo del propio cuerpo sin liberar fármacos ni productos biológicos, se enfrenta a menos obstáculos normativos, lo que significa que los pacientes podrían verlo en el mercado mucho antes, argumentan.