Los nuevos ‘vendajes inteligentes’ tienen potencial para avanzar en el tratamiento de heridas crónicas

Las heridas crónicas, que incluyen úlceras diabéticas, heridas quirúrgicas, lesiones por presión y otros problemas, son más mortales de lo que mucha gente cree. Los pacientes con heridas crónicas tienen una tasa de supervivencia a cinco años de alrededor del 70%, peor que la del cáncer de mama, el cáncer de próstata y otras enfermedades graves. Tratar las heridas también es caro: se estima que cuesta 28.000 millones de dólares cada año sólo en Estados Unidos.

Un equipo de investigadores de la Facultad de Medicina Keck de la USC y el Instituto de Tecnología de California (Caltech) está desarrollando una serie de tecnologías de vanguardia para revolucionar el cuidado de las heridas, incluidos vendajes inteligentes que detectarían y responderían automáticamente a las condiciones cambiantes dentro de una herida. . Estos apósitos de alta tecnología proporcionarían datos continuos sobre la curación y las posibles complicaciones, incluidas infecciones o inflamación anormal, y podrían administrar medicamentos u otros tratamientos en tiempo real.

El equipo de USC-Caltech desarrolló y probó un vendaje inteligente en modelos animales en un estudio de prueba de concepto. Ahora han publicado una revisión de esa investigación, así como de otros trabajos de vanguardia sobre monitoreo y tratamiento de heridas que se realizan en todo el mundo, en la revista Materiales de la naturaleza.

La revisión también evalúa los desafíos y los próximos pasos para entregar estas tecnologías a los pacientes, incluidas las perspectivas de aprobación regulatoria y comercialización.

«Estamos creando un nuevo tipo de ‘piel cibernética’ que puede ayudar a curar estas heridas, mientras las medimos y manejamos a lo largo del camino», dijo el coautor principal David G. Armstrong, Ph.D., DPM, profesor de cirugía y cirugía neurológica en la Facultad de Medicina de Keck y codirector de la Southwestern Academic Limb Salvage Alliance (SALSA).

«Este artículo combina estos conocimientos recientes para trazar un camino a seguir en el ámbito de la curación de heridas, de modo que podamos actuar rápidamente para ayudar a nuestros pacientes a recuperarse».

Para perfeccionar la tecnología de vendajes inteligentes, Armstrong y su equipo han aprovechado nuevos avances en los campos de la ciencia de los materiales, la nanotecnología, la salud digital y más. Otros cambios recientes, incluidos más fondos para la investigación de la curación de heridas y un camino mejorado hacia la aprobación regulatoria, también han allanado el camino para el progreso.

«Hemos estado desarrollando vendajes inteligentes de próxima generación que pueden monitorear de forma inalámbrica biomarcadores metabólicos e inflamatorios cruciales en los fluidos de las heridas», dijo Wei Gao, Ph.D., profesor asistente de ingeniería médica en Caltech y coautor principal del artículo. «En el futuro, estas colaboraciones interdisciplinarias entre científicos, ingenieros y expertos clínicos (con los pacientes en el centro) desempeñarán un papel crucial para mejorar los resultados del cuidado de las heridas».

Apósitos inteligentes de última generación

Mientras que las heridas agudas progresan a través de un proceso típico de lesión, inflamación y curación, las heridas crónicas son más complejas y menos predecibles. Conlleven un mayor riesgo de infección, pueden tardar más en sanar y pueden provocar amputaciones o complicaciones potencialmente mortales, como sepsis.

Un posible remedio es una nueva tecnología de vendajes inteligentes que puede ayudar (e incluso participar) en el proceso de curación. En lugar de aplicar un apósito pasivo a la herida de un paciente, los médicos pronto podrían utilizar tecnología inalámbrica que detecte inflamación, infecciones o problemas con el flujo sanguíneo y luego alerte a los pacientes y a los proveedores de atención médica a través de Bluetooth mientras administra el tratamiento en tiempo real.

Armstrong y su equipo han probado la nueva tecnología en modelos animales con resultados prometedores.

«Este sistema de circuito cerrado puede identificar un problema, diagnosticarlo automáticamente y ofrecer una solución, todo ello con la supervisión del paciente y del médico», afirmó.

Los vendajes inteligentes se construyen utilizando una variedad de materiales de vanguardia, incluidos materiales bioelectrónicos, que pueden ayudar con la curación al administrar estimulación eléctrica a tejidos y células. Muchos incorporan hidrogeles avanzados, que son suaves, flexibles y capaces de almacenar y liberar fármacos en respuesta al pH, la temperatura u otros factores ambientales.

Los apósitos de próxima generación también contienen varios tipos de sensores que pueden detectar cambios en el microambiente de una herida. Los sensores electroquímicos pueden medir la presencia de proteínas, anticuerpos, nutrientes y electrolitos, mientras que los sensores ópticos pueden controlar la temperatura, el pH y los niveles de oxígeno.

Los sensores de imágenes, incluidas la fotografía, el ultrasonido y las imágenes de fluorescencia, pueden detectar infecciones bacterianas y medir la profundidad y el volumen de una herida para seguir el progreso de la curación.

En su revisión de las nuevas tecnologías, los investigadores señalan varios obstáculos que requieren atención antes de que los vendajes inteligentes puedan incorporarse a la práctica médica estándar. Por un lado, muchos sistemas médicos utilizan enfoques obsoletos para el cuidado de las heridas, como la evaluación y clasificación visual de las heridas sin criterios estandarizados (lo que puede dar lugar a evaluaciones imprecisas o poco fiables). Por lo tanto, la integración de vendajes inteligentes requeriría una revisión significativa de los estándares actuales del campo.

«Si bien la idea de un apósito que nos ayude como lo necesitamos y cuando lo necesitamos tiene sentido para nosotros, también tiene que tener sentido para nuestros colegas de la FDA», afirmó Armstrong.

Obtener la aprobación regulatoria para vendajes inteligentes por parte de la Administración de Medicamentos y Alimentos de EE. UU. (FDA) también es complejo. La FDA ofrece flexibilidad para la aprobación de productos para el cuidado de heridas que combinan múltiples terapias (por ejemplo, administrar antibióticos y estimulación eléctrica). Pero obtener una aprobación especial requiere que los investigadores recopilen una gran cantidad de datos clínicos y preclínicos. Este es el objetivo actual del equipo de investigación de USC-Caltech.

Medición y manejo de heridas.

Una vez que un vendaje inteligente recopila los datos, se pueden procesar y analizar con herramientas de aprendizaje automático que permiten un seguimiento y atención rápidos y eficientes, ya sea en el consultorio del médico o a distancia.

Armstrong compara este nuevo enfoque con la detección del colesterol alto en las primeras etapas de una enfermedad cardíaca, lo que permite el tratamiento con una estatina.

«Lo sorprendente es que en la curación de heridas no hemos estado utilizando esas medidas provisionales. Todo lo que hemos hecho es el equivalente a medir a alguien en medio de un ataque cardíaco», dijo. «El desarrollo de estos diagnósticos complementarios provisionales es fundamental».

Un cuidado de heridas más receptivo no sólo puede salvar vidas, sino que también puede mejorar la calidad de vida de muchos pacientes. Aproximadamente la mitad de las personas con heridas crónicas cumplen los criterios de diagnóstico de depresión clínica y muchas enfrentan serios desafíos con la movilidad, el dolor y el cuidado de las heridas a diario.

«Queremos maximizar los días sin úlceras, sin hospital y con mucha actividad para nuestros pacientes», afirmó Armstrong.

A continuación, él y su equipo están estudiando un nuevo enfoque para el cuidado de heridas que utiliza tecnología de ultrasonido para guiar la administración del tratamiento de terapia génica. El objetivo es estimular el crecimiento de vasos sanguíneos en los músculos de la pantorrilla, lo que podría ayudar a reducir el riesgo de amputación en pacientes con úlceras en las piernas.