Dispositivo multifuncional combina capacidades de tratamiento y monitoreo de hemorragias

Existen numerosos productos para el control de hemorragias como vendas de algodón o gasa, polvos y torniquetes. Éstos, por lo general, se usan para heridas superficiales de forma uniforme; sin embargo, carecen de la capacidad de detectar sangrado y controlar hemorragias al mismo tiempo. Los avances recientes han introducido esponjas con memoria de forma que son altamente absorbentes y conservan su estructura incluso cuando se tratan heridas profundas de forma irregular, lo que facilita la coagulación de la sangre. Si bien las esponjas con memoria de forma a base de celulosa son efectivas, no son biodegradables a diferencia de sus contrapartes a base de gelatina, y ambas carecen de capacidades de detección de hemorragias. Ahora, los científicos han diseñado un dispositivo multipropósito para tratar heridas profundas, de forma irregular yno comprimibles. Este dispositivo ofrece un manejo rápido de hemorragias, inflamación mínima, control de infecciones, tasas de biodegradación ajustables para uso interno y externo y capacidades de detección para el seguimiento de hemorragias a largo plazo. Este dispositivo puede ser valioso para alertas oportunas y para controlar el sangrado de heridas quirúrgicas, lesiones traumáticas y enfermedades críticas.

Los científicos del Instituto Terasaki (Los Ángeles, CA, EUA) crearon el innovador dispositivo para el manejo de hemorragias usando fibroína de seda, una proteína del gusano de seda Bombyx mori. Este material biodegradable posee excelentes propiedades antiinflamatorias y mecánicas y se puede diseñar en esponjas altamente absorbentes, porosas y con memoria de forma que promueven la coagulación y la regeneración de tejidos. Las tasas de degradación ajustables de estas esponjas permiten un uso más prolongado en el cuerpo y la posibilidad de incorporar sensores para monitorear el sangrado. Aprovechando estas capacidades, los científicos diseñaron un dispositivo único para manejo de hemorragias todo en uno, que integra dos capas de nanocables de plata colocadas arriba y una capa de esponja hemostática debajo que sirven como sensores de detección de hemorragias y agentes antibacterianos.

El dispositivo se sometió a una evaluación exhaustiva, incluidas pruebas de propiedades mecánicas, biocompatibilidad y biodegradación. Mecánicamente, las esponjas de fibroína de seda demostraron una excelente elasticidad, capacidad de absorción y una alta retención del tamaño y la forma de los poros frente a la exposición al agua y la sangre, junto con el máximo control de la hemorragia logrado al ajustar las concentraciones de fibroína de seda para que coincidan con las propiedades mecánicas del tejido circundante de la herida. Las capas de esponja y nanocables demostraron una biocompatibilidad favorable y respuestas antiinflamatorias mínimas, como lo demostraron las exitosas pruebas de proliferación y viabilidad celular utilizando muestras de tejido conectivo. Pruebas adicionales indicaron que la tasa de degradación de la esponja podría reducirse aumentando la concentración de fibroína de seda e incorporando un paso de lavado con metanol durante el proceso de fabricación.

Después de esta evaluación, el dispositivo y un dispositivo antihemorragia comercial a base de gelatina se implantaron debajo de la piel en modelos de rata para comparar. Después de cuatro semanas, la esponja comercial se había degradado por completo, mientras que el dispositivo de nanocables de fibroína de seda permanecía intacto. La esponja implantada desencadenó una inflamación mínima y no tuvo un impacto negativo en los órganos o el comportamiento de las ratas. Además, el dispositivo de fibroína de seda superó a la esponja comercial en las pruebas de control de hemorragias, ofreciendo el doble del nivel de control de hemorragias en un modelo de sangrado en ratas. Además de controlar la hemorragia, el dispositivo cuenta con un sensor capacitivo basado en nanocables para detectar sangrados. A medida que la esponja absorbe sangre durante el sangrado, su capacitancia aumenta sin cambiar su forma. Este aumento en la capacitancia es medible y se corresponde directamente a la cantidad de sangre absorbida, lo que permite monitorear el sangrado en tiempo real. Las pruebas demostraron que el dispositivo podría monitorear selectivamente la absorción de sangre contra otros fluidos corporales con los que puede entrar en contacto en la herida.

“Este dispositivo multifuncional ofrece muchas funciones atractivas para el control de hemorragias y el monitoreo de heridas, y es muy adaptable a diferentes tipos de heridas y tejidos”, dijo Ali Khademhossein, Ph.D., director y director ejecutivo de TIBI. “Y la función de monitoreo de hemorragias también abre varias posibilidades para la biodetección integradora y terapias adicionales”.

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Instituto Terasaki