Un vendaje inteligente asistido por IA acelera la cicatrización de heridas

La cicatrización de heridas es un proceso biológico complejo que avanza por diferentes etapas, como la coagulación, la respuesta inmunitaria, la formación de costras y la cicatrización. Para muchos pacientes, especialmente aquellos que viven en zonas remotas o con movilidad reducida, el acceso a un tratamiento eficaz es difícil, y los resultados pueden ser lentos o inconsistentes. Para abordar este desafío, los investigadores han desarrollado un sistema portátil que utiliza inteligencia artificial (IA) y bioelectrónica para optimizar la cicatrización, mostrando tasas de recuperación significativamente más rápidas en estudios preclínicos.

Un equipo de ingenieros de la UC Santa Cruz (Santa Cruz, CA, EUA), en colaboración con investigadores de la UC Davis (Davis, CA, EUA), ha creado un dispositivo llamado a-Heal. El sistema integra una cámara, IA y bioelectrónica en un único sistema de circuito cerrado que monitoriza la herida y aplica la terapia. El dispositivo se adhiere a un vendaje estándar, toma imágenes cada dos horas y utiliza un modelo de aprendizaje automático para determinar el estado de cicatrización y si es necesaria una intervención.

Cuando la cicatrización se retrasa, el sistema de IA administra el tratamiento mediante un actuador bioelectrónico que aplica fluoxetina, un fármaco que reduce la inflamación y promueve el cierre del tejido, o mediante la aplicación de un campo eléctrico que estimula la migración celular. El modelo de IA aplica aprendizaje por refuerzo para imitar la toma de decisiones del médico, adaptando la dosis del fármaco y la intensidad del campo eléctrico con el tiempo. El dispositivo envía datos continuamente a una interfaz segura para que los profesionales clínicos puedan supervisar y ajustar el tratamiento.

Para validar la tecnología, investigadores de UC Davis la probaron en modelos preclínicos de heridas. Los resultados, publicados en npj Biomedical Innovations, mostraron que las heridas tratadas con el sistema cicatrizaron aproximadamente un 25 % más rápido que las que recibieron la atención estándar. El dispositivo no solo aceleró el cierre de heridas agudas, sino que también mostró potencial para reiniciar la cicatrización en heridas crónicas, que son especialmente difíciles de tratar.

Los hallazgos demuestran cómo el control por retroalimentación basado en IA y la monitorización continua mediante imágenes pueden transformar la terapia de heridas. Al personalizar el tratamiento según la trayectoria de cicatrización propia de cada paciente, el sistema podría mejorar los resultados y hacer la terapia más accesible. Los investigadores planean ahora explorar aplicaciones para heridas crónicas e infectadas, así como perfeccionar el algoritmo de aprendizaje por refuerzo para mejorar la precisión.

"Es básicamente un microscopio en un vendaje", dijo Mircea Teodorescu, profesor asociado de ECE. "Las imágenes individuales dicen poco, pero con el tiempo, la imagen continua permite a la IA detectar tendencias, etapas de cicatrización de heridas, detectar problemas y sugerir tratamientos".