Microestructuras activadas por ultrasonido limpian stents y catéteres implantados

Los stents y catéteres urinarios son dispositivos médicos comúnmente utilizados tanto en medicina humana como veterinaria para facilitar el drenaje de orina hacia o desde la vejiga. Los stents ureterales se emplean específicamente cuando el uréter (el conducto que conecta el riñón con la vejiga) se obstruye debido a afecciones como tumores, embarazo, cálculos renales o estrechamiento anatómico. Tras la implantación, se forman biopelículas bacterianas y depósitos cristalinos, conocidos como incrustaciones, en la superficie de estos dispositivos. Estas biopelículas e incrustaciones son factores clave en el fallo de los stents y catéteres urinarios, lo que provoca obstrucciones, infecciones y dolor considerable.

Para prevenir estos problemas, los stents y catéteres generalmente deben reemplazarse cada dos a seis meses. Este reemplazo frecuente no solo afecta la calidad de vida de los pacientes, sino que también contribuye a los altos costos de la atención médica y sobrecarga los recursos hospitalarios. Ahora, investigadores han desarrollado un método de limpieza no invasivo que podría reducir la frecuencia de reemplazo de stents, minimizar los riesgos de infección y aliviar la carga para los pacientes y los sistemas de salud.

En un nuevo estudio, un equipo interdisciplinario, que incluye investigadores de ETH Zurich (Zúrich, Suiza), recreó las condiciones y la estructura de los uréteres con stents y demostró que los cilios artificiales activados por ultrasonidos en las superficies de los stents pueden eliminar eficazmente tanto las biopelículas como las incrustaciones. Los investigadores visualizan la incorporación de cilios en las paredes internas y externas de futuros dispositivos médicos.

Estos cilios, activados por ultrasonido a través de la piel, generarían un movimiento de fluido eficiente que desprendería bacterias y formaciones cristalinas de las superficies del stent, permitiendo que sean arrastradas y eliminadas. Este proceso de limpieza no invasivo reduce significativamente los riesgos de obstrucción. Los hallazgos, publicados en PNAS, mostraron que las ondas de ultrasonido por sí solas generan un flujo mínimo al incidir sobre superficies lisas. Sin embargo, cuando la superficie contiene microestructuras como los cilios, se crea una forma altamente eficiente de flujo conocida como flujo acústico

Los resultados de los experimentos de microfluidos superaron con creces las expectativas de los investigadores. En todas las pruebas, las biopelículas e incrustaciones típicas presentes en stents y catéteres urinarios fueron eliminadas en cuestión de segundos o minutos mediante esta tecnología. Las posibles aplicaciones de esta tecnología van más allá de la urología, con posibles usos en áreas como la cirugía visceral y la medicina veterinaria, donde la limpieza de los dispositivos implantados también es crucial.

La limpieza ultrasónica no invasiva podría reducir la necesidad de procedimientos invasivos repetidos, mejorando significativamente la calidad de vida del paciente y disminuyendo el número de visitas ambulatorias. Los prometedores resultados de este estudio de viabilidad sientan las bases para el siguiente paso: el desarrollo de un prototipo que se probará en modelos animales.