Vendaje inteligente monitorea heridas crónicas en pacientes humanos

En 2023, un equipo de investigación del Instituto Tecnológico de California (Caltech, Pasadena, CA, EUA) dio un paso importante hacia la realización de este concepto al demostrar que un vendaje inteligente desarrollado por ellos podía proporcionar datos en tiempo real sobre heridas crónicas en modelos animales. Este vendaje también facilitaba una cicatrización más rápida mediante la aplicación de medicamentos o campos eléctricos para promover el crecimiento del tejido. Basándose en este éxito, el equipo ha logrado avances adicionales al demostrar que una versión mejorada de su vendaje, conocida como iCares, podría tomar muestras de forma continua de líquido de heridas crónicas en 20 pacientes humanos. Estos pacientes sufrían heridas que no cicatrizaban debido a afecciones como diabetes o mala circulación sanguínea. La investigación también incluyó a otros pacientes antes y después de procedimientos quirúrgicos.

El vendaje inteligente está equipado con tres componentes microfluídicos distintos (módulos en miniatura que controlan el flujo de líquidos) para gestionar el exceso de humedad en las heridas, a la vez que proporciona datos en tiempo real sobre biomarcadores. En un estudio reciente publicado en Science Translational Medicine, el equipo demostró que el vendaje podía detectar moléculas como el óxido nítrico (que indica inflamación) y el peróxido de hidrógeno (un marcador de infección). Esta capacidad permite que el vendaje identifique estos biomarcadores entre uno y tres días antes de que aparezcan los síntomas en los pacientes. Además, los investigadores han desarrollado un algoritmo de aprendizaje automático que clasifica las heridas de los pacientes y predice los tiempos de cicatrización con una precisión comparable a la de los médicos expertos.

El vendaje está hecho de una tira flexible de polímero biocompatible que puede imprimirse en 3D a bajo costo. Incluye un conjunto de sensores de biomarcadores de nanoingeniería, desechable para higiene y aplicaciones de un solo uso. El sistema también cuenta con una placa de circuito impreso reutilizable para el procesamiento de señales y la transmisión inalámbrica de datos a una interfaz de usuario, como un teléfono inteligente. El sistema microfluídico de iCares está compuesto por una membrana que extrae el fluido de la herida, un componente bioinspirado que transporta el fluido hacia la matriz de sensores para su análisis, y un módulo de micropilares que expulsa el fluido fuera del vendaje para su evaluación.

"Nuestra innovadora microfluídica elimina la humedad de la herida, lo que facilita la cicatrización", afirmó Wei Gao, profesor de ingeniería médica de Caltech, quien dirigió el equipo de investigación. "También garantiza que las muestras analizadas por el vendaje sean frescas, no una mezcla de líquido viejo y nuevo. Para obtener mediciones precisas, necesitamos muestrear solo el líquido más nuevo en la herida. De esta manera, iCares puede detectar en tiempo real importantes biomarcadores de inflamación e infección".