Parche sensor ofrece diagnóstico no invasivo de fugas y sellado de suturas posteriores a la cirugía abdominal

Después de la cirugía abdominal, existe el riesgo potencial de que se produzcan fugas en las áreas suturadas, lo que lleva a que el contenido del tracto digestivo fluya hacia el abdomen. Incluso hoy en día, estas fugas plantean una complicación potencialmente mortal. Si bien el concepto de sellar suturas en la cavidad abdominal con yeso se introdujo en los quirófanos, el éxito clínico no siempre está garantizado debido a las variaciones en la adhesión del tejido. El problema radica en el hecho de que los parches, hechos de material que contiene proteínas, se disuelven demasiado rápido al entrar en contacto con los jugos digestivos. Hasta ahora, los profesionales de la salud han tenido que confiar en los síntomas físicos que experimentan los pacientes o en las pruebas de laboratorio demoradas para identificar las suturas con fugas, que a menudo proporcionan información insuficiente y tardía. Ahora, una solución nueva e innovadora en forma de parche de polímero de hidrogel aborda este desafío. Este nuevo parche evita que los jugos digestivos altamente ácidos y los residuos de alimentos cargados de bacterias se escapen del tracto digestivo, evitando así la peritonitis o el envenenamiento de la sangre que es potencialmente mortal (sepsis). Lo que distingue a este parche es la integración de sensores no electrónicos que hacen sonar una "alarma" antes de que los jugos digestivos puedan filtrarse en la cavidad abdominal.

Investigadores de Empa (Zurich, Suiza) y ETH Zurich (Zurich, Suiza) han desarrollado un material de hidrogel sintético para el parche sensor, que consta de cuatro sustancias acrílicas diferentes. Para permitir que el parche de hidrogel detecte fugas, el equipo colaboró con hospitales en Suiza y socios de investigación internacionales para diseñar esta solución innovadora. El nuevo material posee "visión" a través de su respuesta sensible a los cambios en el valor del pH y la presencia de proteínas específicas cerca de la herida. Dependiendo de la ubicación de la fuga, la reacción se produce en cuestión de minutos o unas pocas horas. El parche sensor detecta el escape de líquido digestivo debido a su estructura compuesta. Por ejemplo, cuando el jugo gástrico ácido interactúa con el material del sensor, emergen burbujas de gas dentro de la matriz del parche. Luego, estas burbujas se pueden visualizar mediante ultrasonido.

Imagen: El parche sensor puede soportar varias veces la presión en la cavidad abdominal (Fotografía cortesía de Empa)

Además, estos parches se pueden personalizar con sensores diseñados para varias partes del tracto digestivo. Igualmente, si es necesario, el parche puede liberar medicamentos como agentes antibacterianos. En el último desarrollo, los investigadores han mejorado aún más las capacidades del parche. La respuesta del sensor ahora incluye un cambio visible durante los exámenes del paciente mediante tomografía computarizada (TC). Si hay una fuga en el sitio quirúrgico, las desviaciones del contraste en las imágenes de ultrasonido y TC indican su ocurrencia. La nueva composición del material del sensor integrado ayuda a detectar fugas, ya que se le puede dar una forma que destaque en los procesos de imagen, gracias a un compuesto de óxido de tantalio insoluble. Al entrar en contacto con el fluido digestivo, el material cambia su forma de circular a forma de aro, por ejemplo.

Según los investigadores, en el futuro, un sensor con una forma distintiva en comparación con las estructuras anatómicas en las imágenes de TC y ultrasonido podría reducir la ambigüedad en el diagnóstico de fugas inminentes. Además, el material posee las propiedades necesarias para el cierre de heridas, incluida una fuerte adherencia al tejido, la capacidad de formar redes y estabilidad frente a los fluidos digestivos. Como resultado, este "súper pegamento" rentable y biocompatible, que consiste principalmente en agua, tiene el potencial no solo de reducir el riesgo de complicaciones después de la cirugía abdominal, sino también de acortar las estadías en el hospital y ahorrar costos de atención médica.

"Incluso hoy, estas fugas son una complicación potencialmente mortal", explica Inge Herrmann, investigadora de Empa y profesora de sistemas de nanopartículas en ETH Zurich. "El proyecto del parche intestinal ya está atrayendo mucho interés de la profesión médica".

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