Nuevo sistema sensorial permite el monitoreo en tiempo real de la presión intraarticular

La cirugía de reemplazo de rodilla es un procedimiento ampliamente realizado para aliviar el dolor de rodilla y restaurar la función articular, con más de un millón de cirugías realizadas anualmente. Sin embargo, entre el 10 % y el 20 % de los pacientes siguen insatisfechos con los resultados, y esta tasa continúa aumentando. Las complicaciones posoperatorias a menudo se deben a ligeras desviaciones del ángulo interóseo (<1°) y grandes espacios articulares, que se producen debido a desequilibrios de presión en la meseta tibial. Para abordar esto, el monitoreo de la presión intraarticular en tiempo real puede ayudar a corregir los desequilibrios de presión durante la cirugía, lo que garantiza una alineación precisa de la articulación. Sin embargo, el monitoreo de la presión intraarticular presenta desafíos debido a la alta humedad de la cavidad articular llena de líquido sinovial y al espacio estrecho y curvado de la articulación.

Los sensores de presión iontrónicos flexibles, que son suaves, delgados y altamente sensibles, son ideales para la detección de presión intraarticular. Estos sensores también tienen un amplio rango de trabajo. Sin embargo, las propiedades mecánicas y eléctricas de los ionogeles, los materiales activos utilizados en estos sensores, son muy sensibles a los cambios de humedad debido a su naturaleza higroscópica. Esta sensibilidad a la humedad provoca distorsión y desviación de la señal, lo que los hace inadecuados para aplicaciones implantables. Además, los ionogeles suelen ser demasiado débiles para soportar la alta presión necesaria para la medición de la presión intraarticular.

Imagen: Imagen: Diagrama esquemático de la detección de presión intraarticular utilizando un sistema sensorial en un modelo de oveja (Foto cortesía de Science China Press)

Ahora, un equipo de investigación de la Southern University of Science and Technology (Shenzhen, China) ha desarrollado un ionogel no higroscópico, resistente y duradero. Los ionogeles suelen ser hidrófobos debido a la alta polaridad de los iones, pero este equipo sintetizó el material induciendo una transición de hidrofobicidad: llos reactivos son hidrofílicos, pero el producto final es hidrofóbico. Este nuevo ionogel mantiene propiedades mecánicas y eléctricas estables independientemente de la humedad ambiental. Una matriz de sensores de presión flexible fabricada con este ionogel, que presenta una estructura  extensible de puente de isla, demuestra resistencia tanto a la humedad como a la tensión lateral.

El alto módulo y la resistencia del ionogel le permiten proporcionar respuestas altamente sensibles y lineales en un amplio rango de presión de 0 a 2 MPa, brindando una resolución excepcional de presión y ángulo. El equipo probó además los conjuntos de sensores en un modelo de oveja in vivo, monitoreando con éxito la presión intraarticular en tiempo real a través de un sistema de adquisición de datos. Publicada en la revista National Science Review, esta investigación sugiere que dichos sistemas sensoriales podrían ser valiosos para varias aplicaciones implantables.